【摘要】：經(jīng)過30多年的爆炸式增長,移動通信發(fā)展迅猛,第五代移動通信(5th-genaration,5G)技術(shù)到目前已經(jīng)成為提升社會信息化速度的重要引擎。用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)流量需求的增長,促使著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)的變革。5G系統(tǒng)的兩大關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization,NFV)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Define Network,SDN)得到了全球研發(fā)人員的廣泛關(guān)注。在NFV網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)功能將不再依賴傳統(tǒng)昂貴的專用硬件設(shè)備,可以通過軟件化將虛擬網(wǎng)絡(luò)功能實例部署在通用服務(wù)器上,從而大大降低運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本。在NFV網(wǎng)絡(luò)中,服務(wù)功能鏈(Service Function Chain,SFC)能鏈接虛擬網(wǎng)絡(luò)功能,完成用戶請求,使其成為了NFV技術(shù)的重要突破點。SFC不僅支持網(wǎng)絡(luò)中細(xì)粒度和彈性服務(wù)交付,還支持服務(wù)功能的修改及負(fù)載的遷移。本文的研究重點集中于NFV移動網(wǎng)絡(luò)中虛擬服務(wù)功能鏈的部署、遷移及調(diào)度問題。在NFV網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)功能鏈的部署中,不同的部署方案會對網(wǎng)絡(luò)性能有明顯影響。本文從處理時延與節(jié)點提供的計算資源的依賴關(guān)系出發(fā),考慮虛擬網(wǎng)絡(luò)功能鏈的部署方案。為考察方案的性能,本文以端到端時延為前提條件,建立以網(wǎng)絡(luò)的資源利用率為目標(biāo)的彈性資源分配模型,將該模型抽象為混合整數(shù)二次約束規(guī)劃問題,針對此規(guī)劃問題提出了一種基于預(yù)測-校正原對偶內(nèi)點算法的服務(wù)功能鏈的部署方案。通過實驗仿真發(fā)現(xiàn),該部署方案在保證用戶端到端時延的同時,降低網(wǎng)絡(luò)的資源占用率。對于一些移動場景,傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中SFC部署方案已無法滿足用戶的要求。針對這種情況,本文考慮服務(wù)功能鏈的遷移問題,隨著用戶請求SFC的入口網(wǎng)元的變化,提出不同的遷移方案。對于SFC的遷移重配置問題,根據(jù)在線的移動數(shù)據(jù)變化特性,本文引入馬爾可夫決策過程進(jìn)行建模分析,提出基于深度Q學(xué)習(xí)的遷移算法。通過實驗仿真發(fā)現(xiàn),該智能遷移算法與貪心算法、靜態(tài)部署方案相比,用戶的滿意度及系統(tǒng)收益得到了明顯提升。隨著移動用戶數(shù)量的增加,用戶請求的排隊時延劇增。針對服務(wù)功能鏈的調(diào)度問題,本文在考慮保證用戶服務(wù)質(zhì)量的同時,兼顧了網(wǎng)絡(luò)性能的提升。在降低用戶平均端到端時延的基礎(chǔ)上,改善網(wǎng)絡(luò)節(jié)點資源及鏈路帶寬資源的使用情況。建立強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型,將基礎(chǔ)算法和最短SFC優(yōu)先算法作為對比算法,提出能改善網(wǎng)絡(luò)性能的服務(wù)功能鏈優(yōu)化調(diào)度方案。本文針對NFV移動網(wǎng)絡(luò)中的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能鏈的優(yōu)化部署及遷移調(diào)度等問題進(jìn)行研究,根據(jù)不同的流量特性,建立優(yōu)化模型或機(jī)器學(xué)習(xí)模型,提出匹配模型的相關(guān)算法,改善用戶的端到端時延,提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率等。
【圖文】：

多算法的端到端時延對比
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 郝楠;原對偶內(nèi)點法及分支定界法在無功優(yōu)化中的應(yīng)用[D];山東大學(xué);2012年

2 楊虎;互聯(lián)網(wǎng)端到端時延測量方法的研究與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

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本文編號：2634064