【摘 要】
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第五代移动通信(5th Generation Mobile Networks,5G)网络通过使用软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)相结合的新型网络架构来管理全局网络设备,实现灵活的网络服务部署和高效的资源配置与优化。在该网络架构下,可以轻易地将虚拟网络功能(Virtual
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第五代移动通信(5th Generation Mobile Networks,5G)网络通过使用软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)相结合的新型网络架构来管理全局网络设备,实现灵活的网络服务部署和高效的资源配置与优化。在该网络架构下,可以轻易地将虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)有序排列组成服务功能链(Service Function Chain,SFC),部署到通用物理基础设施上,从而为用户提供多样化、定制化的网络服务。本文研究5G移动网络中的服务功能链部署与路由问题。针对服务功能链部署问题,提出了一种基于最小化部署成本的优化方案。为了解决服务功能链部署的资源分配过程中所用算法的状态空间过大,动作空间维度高等问题,使用深度Q网络(Deep Q-Network,DQN)来解决部署成本最小化问题。为了解决因网络流量动态变化而引起的资源不足和资源浪费现象,提出一种资源动态调整策略,并将其融入所提出的基于DQN的服务功能链部署方案中。最后,通过仿真实验表明,本文提出的方案相对于对比方案能够显著降低服务功能链部署成本。针对已经部署好服务功能链的虚拟网络,为了帮助用户选择一条能够准确满足其业务时延要求的虚拟网络功能间的路由,本文根据业务对时延的敏感性采用了不同的路由策略。考虑到业务时延不仅受到数据面传输时延的影响,也将受到控制面时延的影响,在利用排队论分析控制面时延的基础上,结合数据面时延和流表管理策略,提出了一种基于蚁群算法的动态路由方案。仿真实验表明,与同类方案相比,本文提出的路由方案能够更准确地选择出满足业务时延要求的路由,更好地满足业务服务质量要求,同时实现流表存储负载均衡和缓存负载均衡。并且在流表存储资源不足的情况下,与同类方案相比,本文提出的路由方案能够有效地降低全网用户传输的平均端到端时延。
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