基于多路径多副本的RAN切片部署方法、装置及网络控制器

技术领域

本发明涉及网络切片技术领域，特别是涉及一种基于多路径多副本的RAN切片部署方法、装置及网络控制器。

背景技术

第五代移动通信网络拥有丰富多样的业务场景，为了满足不同应用场景下差异化的服务质量要求，网络切片应运而生。网络切片允许在同一物理网络之上，构建满足不同服务质量要求的虚拟网络，有效实现了资源共享和成本增益。

现有技术中，通常采用如下方法实现RAN(Radio Access Network，无线接入网络)切片的部署：如图1所示，无线接入系统中包括：RRU(Remote Radio Unit，射频拉远单元)、边缘处理池节点A～F以及边缘数据中心，其中无线基带功能作为一个整体被部署至边缘处理池节点C中。边缘处理池节点D处所连接的RRU由边缘处理池节点C提供服务，其中DE-EC为从RRU至边缘数据中心之间的一条主路径，DA-AB-BC为RRU至边缘数据中心之间的一条备用路径，当主路径中的链路发生故障时，将启用备用路径DA-AB-BC，但主路径和备用路径均需要经过边缘处理池节点C。

现有技术提出的RAN切片部署方法中，当主路径中的链路发生故障时，可以通过启用备用路径继续提供网络切片服务。而当边缘处理池节点C发生故障时，将无法继续提供网络切片服务，也就是说，现有技术中的RAN切片部署方法出现无法提供网络切片服务的概率较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于多路径多副本的RAN切片部署方法、装置及网络控制器，以实现降低无法提供网络切片服务的概率。具体技术方案如下：

本发明实施例的第一方面，提供了一种基于多路径多副本的RAN切片部署方法，应用于无线接入系统中的网络控制器，所述系统中还包括：多个射频拉远单元RRU、多个边缘处理池节点和边缘数据中心，所述边缘处理池节点中包含多个服务器，各所述服务器中创建有虚拟机；每个所述边缘处理池节点均与多个所述RRU通信连接，多个所述边缘处理池节点之间通信连接；

所述方法包括：

接收网络切片请求，所述网络切片请求中包括：可用性阈值；

从所述RRU与所述边缘数据中心之间连接的路径中选择多条最短路径，获得最短路径集合；

从所述最短路径集合中选择一条初始最短路径；并将预设数量个VNF分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中；

计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，并判断所述第一路径可用性是否大于或等于所述可用性阈值；

如果是，则将所述部署完成后的初始最短路径确定为目标路径；

如果否，则为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本，并将所述副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中；

计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并在所述第二路径可用性小于所述可用性阈值的情况下，执行所述为该最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤，直到所述第二路径可用性大于或等于所述可用性阈值，将所述初始最短路径作为目标路径。

本发明实施例的第二方面，提供了一种基于多路径多副本的RAN切片部署装置，其特征在于，应用于无线接入系统中的网络控制器，所述系统中还包括：多个射频拉远单元RRU、多个边缘处理池节点和边缘数据中心，所述边缘处理池节点中包含多个服务器，各所述服务器中创建有虚拟机；每个所述边缘处理池节点均与多个所述RRU通信连接，多个所述边缘处理池节点之间通信连接；

所述装置包括：

网络切片请求模块，用于接收网络切片请求，所述网络切片请求中包括：可用性阈值；

最短路径集合获得模块，用于从所述RRU与所述边缘数据中心之间连接的路径中选择多条最短路径，获得最短路径集合；

VNF部署模块，用于从所述最短路径集合中选择一条初始最短路径；并将预设数量个VNF分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中；

第一路径可用性计算模块，用于计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，并判断所述第一路径可用性是否大于或等于所述可用性阈值；

目标路径确定模块，用于如果是，则将所述部署完成后的初始最短路径确定为目标路径；

副本增加模块，用于如果否，则为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本，并将所述副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中；

第二路径可用性计算模块，用于计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并在所述第二路径可用性小于所述可用性阈值的情况下，执行所述为该最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤，直到所述第二路径可用性大于或等于所述可用性阈值，将所述初始最短路径作为目标路径。

本发明实施例还提供了一种网络控制器，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的基于多路径多副本的RAN切片部署方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的基于多路径多副本的RAN切片部署方法。

本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的基于多路径多副本的RAN切片部署方法。

本发明实施例有益效果：

本发明实施例提供的一种基于多路径多副本的RAN切片部署方法、装置及网络控制器，应用于基于多路径多副本的RAN切片部署系统中的网络控制器中，通过从最短路径集合中选择一条初始最短路径；并将预设数量个VNF分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中。计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，并判断第一路径可用性是否大于或等于可用性阈值。如果是，则将部署完成后的初始最短路径确定为目标路径。如果否，则为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本，并将副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中。计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并在第二路径可用性小于可用性阈值的情况下，执行为该最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将初始最短路径作为目标路径。在本发明实施例中，通过将预设数量个VNF分散部署至各边缘处理池节点中的虚拟机中，当部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性小于可用性阈值时，则可以对该初始最短路径中的具有最小可用性的目标VNF增加副本，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将该初始最短路径作为目标路径。无线网接入系统在提供网络切片服务的过程中，当某个VNF出现故障时，则可以通过启用该VNF的副本继续提供网络切片服务器，能够减少因将所有无线基带功能部署至一个边缘处理池节点，该边缘处理池节点出现故障而导致无法提供网络切片服务的情况。因此，本发明实施例能够提高路径可用性，从而提高RAN切片可用性，进而降低无法提供网络切片服务的概率。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为现有技术中的无线接入系统的结构示意图；

图2a为本发明实施例提供的无线接入系统的结构示意图；

图2b为本发明实施例提供的边缘处理池节点的结构示意图；

图3a为应用于图2a所示的无线接入系统中网络控制器的基于多路径多副本的RAN切片部署方法的一种流程示意图；

图3b为基带功能分割架构示意图；

图4a为应用于图2a所示的无线接入系统中网络控制器的基于多路径多副本的RAN切片部署方法的另一种流程示意图；

图4b为部署完成的路径示意图；

图5为图3a所示基于多路径多副本的RAN切片部署方法中，步骤S303的具体流程；

图6为为应用于图2a所示的无线接入系统中网络控制器的基于多路径多副本的RAN切片部署方法的第三种流程示意图；

图7为本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署装置的一种结构示意图；

图8为本发明实施例提供的网络控制器的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于多路径多副本的RAN切片部署方法，应用如图2a所示无线接入系统中的网络控制器210，该系统中还包括：多个RRU220、多个边缘处理池节点230和边缘数据中心240。如图2b所示，边缘处理池节点230中包含多个服务器231，各服务器231中创建有虚拟机232。每个边缘处理池节点230均与多个RRU220通信连接，多个边缘处理池节点230之间通信连接。

其中，网络控制器210中保存有无线接入系统的网络拓扑结构，网络拓扑结构中包括：该系统中所包含的各个RRU220标识、边缘处理池节点230标识、各个边缘处理池节点230之间连接关系和链路信息，RRU220与边缘处理池节点230之间的连接关系和链路信息、以及边缘数据中心240与边缘处理池节点230之间的连接关系和链路信息等。其中链路信息可以包括链路的长度。RRU220与边缘处理池节点230之间、各个边缘处理池节点230之间以及边缘处理池节点230与边缘数据中心240之间均可以采用光纤链路连接，每一条链路均包含多条光波长资源。

具体地，网络拓扑结构中可以包括：RRU集合{RRU编号，本地服务器}；ROADM(Reconfigurable Add/drop Multiplexer，可重构光分插复用器)集合{ROADM编号，本地服务器，ROADM可用性}；电交换机集合{电交换机编号，本地服务器，电交换机可用性}；边缘处理池节点集合{服务器编号，最大容量，边缘处理池节点可用性}，链路集合{链路编号，端节点1，端节点2，链路传播时延，链路波长数，单波长带宽，链路可用性}；基带功能集合{功能标识，计算资源阈值，经VNF处理后信号的带宽资源阈值，VNF可用性}；边缘处理池节点处的光电转换时延}。其中计算资源量需求和带宽资源需求均与基站载波带宽、天线数以及RRU负载相关。

如图3a所示，本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署方法包括：

S301，接收网络切片请求。

在本发明实施例中，网络切片请求中包括：可用性阈值，可用性可以指在系统提供网络切片的服务过程中，处于正常运行状态的概率，而可用性阈值可以指从RRU至边缘数据中心之间连接的所有路径中，至少有一条路径处于正常运行状态的概率，该可用性阈值可以为预先设置好，并携带于网络切片请求中的。

网络切片请求中还可以包括：路径时延阈值，路径时延可以指信号从RRU传输至，边缘数据中心前的最后一个边缘处理池节点所历经的时间，该路径时延阈值可以为预先设置好，并携带于网络切片请求中的。当接收到多个网络切片请求时，可以根据各网络切片请求中的路径时延阈值从大到小的顺序，对各个网络切片请求进行排序，并构成网络切片集合，接着遍历网络切片集合，分别对各个网络切片请求进行处理，路径时延阈值越大，表明该网络切片请求对路径时延的要求越低，因此，可以对路径时延要求较低的网络切片请求进行优先部署。针对每一个网络切片请求，通常系统可能能够满足部署要求，可以对其进行部署；也可能无法满足部署要求，不能对其进行部署，当对某一个网络切片请求进行部署，或者确定不对其进行部署后，则可以将该网络切片请求从网络切片集合中移除，直到网络切片集合为空，即可完成所有接收到的网络切片请求。

S302，从RRU与边缘数据中心之间连接的路径中选择多条最短路径，获得最短路径集合。

根据网络拓扑结构中各个边缘处理池节点之间的连接关系，确定RRU与边缘数据中心之间连接的所有路径，并根据网络拓扑结构中的链路信息，从所有路径中选择多条最短路径，以获得最短路径集合。多条最短路径的数量可以为根据经验或实验预先设置的数值。

S303，从最短路径集合中选择一条初始最短路径；并将预设数量个VNF(VirtualNetwork Feature，虚拟网络功能)分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中。

在获得最短路径集合之后，可以从中选择一条初始最短路径，该初始最短路径可以为从最短路径集合中随机选择获得，也可以按照各最短路径的长度从小到大的顺序，遍历最短路径集合时获得。在选择得到一条初始最短路径之后，可以将预设数量个VNF分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中。需要说明的是，边缘处理池节点中所包含的各个服务器中，均可以创建多个虚拟机，每个虚拟机均可以搭载一个VNF，这样不同的VNF之间可以独立对接收到的信息进行处理，以实现计算隔离。

参照图3b，在基带功能分割架构下，基带处理功能被虚拟化为7个VNF，VNF可以在RRU与边缘数据中心之间连接的边缘处理池节点中部署，从而实现为不同应用场景，或者不同切片要求提供不同的切片服务。本发明实施例中的VNF的数量可以为7，7个VNF分别为VNF1-VNF7。在本步骤中，在选择一条初始最短路径之后，可以将7个VNF分别部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中。

S304，计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，并判断第一路径可用性是否大于或等于可用性阈值。

在网络拓扑结构中还可以包含各个边缘处理池节点的可用性、各条链路可用性以及各个VNF可用性，因此，在部署完成后，可以根据边缘处理池节点的可用性、链路可用性以及各个VNF可用性计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，接着可以判断第一路径可用性是否大于或等于可用性阈值。

S305，如果是，则将部署完成后的初始最短路径确定为目标路径。

如果第一路径可用性大于或等于可用性阈值，则表明部署完成后的初始最短路径满足可用性要求，可以将部署完成后的初始最短路径确定为目标路径。

S306，如果否，则为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本，并将副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中。

如果第一路径可用性小于可用性阈值，则表明部署完成后的初始最短路径不满足可用性要求，此时，可以比较各个VNF的可用性之间的大小，并确定具有最小可用性的目标VNF，为该目标VNF增加副本，将该副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中。

需要说明的是，由于各个VNF在路径中的部署是有先后顺序的，参照图3b，其中距离RRU近的VNF标识较小。因此，在创建副本之后，为保证各个VNF在路径中的能够准确部署，可以将VNF标识小于目标VNF标识的VNF撤销，并将被撤销的VNF部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中，且重新部署后的VNF与所述RRU之间的距离，小于其他未被撤销的VNF与所述RRU之间的距离。具体地，可以先将副本部署至目标VNF所在的边缘处理池节点，如果该边缘处理池节点无法部署该目标VNF的副本时，则可以将该副本部署至其他边缘处理池节点中。

S307，计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并在第二路径可用性小于可用性阈值的情况下，执行S306为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤。

S308，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将初始最短路径作为目标路径。

在为VNF增加副本之后，该条路径的路径可用性会有所增加，因此，可以重新计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并判断第二路径可用性是否大于或等于可用性阈值。如果增加副本后的初始最短路径仍然小于可用性阈值，则执行S306，为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将初始最短路径作为目标路径。

需要说明的是，由于每一条链路均由多个单波长资源组成，因此，在确定了目标路径之后，也可以确定占用每一条链路上的波长数。具体地，针对两个边缘处理池节点之间的链路，可以根据经过边缘处理池节点中的VNF处理后的信号的带宽资源需求，与单波长带宽之间的商，确定占用波长数。

本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署方法最终获得的部署结果可以包含：网络切片编号、各个VNF与边缘处理池节点之间的对应关系，例如，{目标处理池标识，VNF标识}，占用链路与占用波长数关系{占用链路编号，波长数}。

本发明实施例提供的一种基于多路径多副本的RAN切片部署方法，应用于基于多路径多副本的RAN切片部署系统中的网络控制器中，通过从最短路径集合中选择一条初始最短路径；并将预设数量个VNF分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中。计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，并判断第一路径可用性是否大于或等于可用性阈值。如果是，则将部署完成后的初始最短路径确定为目标路径。如果否，则为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本，并将副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中。计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并在第二路径可用性小于可用性阈值的情况下，执行为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将初始最短路径作为目标路径。在本发明实施例中，通过将预设数量个VNF分散部署至各边缘处理池节点中的虚拟机中，当部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性小于可用性阈值时，则可以对该初始最短路径中的具有最小可用性的目标VNF增加副本，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将该初始最短路径作为目标路径。无线网接入系统在提供网络切片服务的过程中，当某个VNF出现故障时，则可以通过启用该VNF的副本继续提供网络切片服务器，能够减少因将所有无线基带功能部署至一个边缘处理池节点，该边缘处理池节点出现故障而导致无法提供网络切片服务的情况。因此，本发明实施例能够提高路径可用性，从而提高RAN切片可用性，进而降低无法提供网络切片服务的概率。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，如图4a所示，本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署方法，还可以包括：

若增加副本后的初始最短路径中，副本的数量大于或等于预设副本数量阈值，而第二路径可用性小于可用性阈值，则执行图3a所示实施例流程步骤S303，从最短路径集合中选择一条初始最短路径的步骤。

S401，直到获得目标路径。

在对初始最短路径增加副本之后，可以判断副本的数量是否大于或等于预设副本数量阈值，若是，则还可以判断增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性是否是大于或等于可用性阈值，如果小于，则表明增加了多个副本后的初始最短路径仍然不满足可用性要求，即，该网络切片请求的可用性要求较高，因此，可以重新选择一条最短路径，即，执行图3a所示实施例流程步骤S303，从最短路径集合中选择一条初始最短路径的步骤，直到获得目标路径。其中，预设副本数量阈值可以基于可用性阈值确定。

在获得多条目标路径之后，可以计算RAN切片可用性，并判断RAN切片可用性是否大于或等于可用性阈值。

如果是，则表明部署完成的多条目标路径能够满足可用性要求，则对网络切片请求部署成功。

如果否，则表明部署完成后的多条目标路径无法满足可用性要求，可以判断多条目标路径的数量是否大于或等于预设路径数量阈值；如果否，还可以继续执行图3a所示实施例流程步骤S303，从最短路径集合中选择一条初始最短路径的步骤，直到RAN切片可用性大于或等于可用性阈值，或者多条目标路径的数量大于或等于预设路径数量阈值；如果是，则表明RAN切片可用性仍然不满足可用性要求，则拒绝为该网络切片请求提供服务。预设路径数量阈值可以基于可用性阈值确定。

本发明实施例中，若在目标路径的数量大于或等于预设路径数量阈值时，仍然无法满足切片可用性，则拒绝为此网络切片请求提供服务。在增加副本后的初始最短路径中，副本的数量大于或等于预设副本数量阈值，且第二路径可用性小于可用性阈值，则可以增加路径，即，提供多路径保护方案，这样在提供网络切片服务的过程中，当一条路径出现故障时，还可以启用其他的路径，因此，能够在满足切片差异化可用性需求的同时，进一步降低无法提供网络切片服务的概率。需要说明的是，为了进一步降低无法提供网络切片服务的概率，多条目标路径之间均不重合。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，如图4b所示，获得的目标路径至少包括两条，其中一条目标路径设置为主路径(图4b中实线连接的路径)，其他目标路径设置为备用路径(图4b中虚线连接的路径)。在获得多条目标路径之后，可以将其中一条设置为主路径，在提供网络切片服务的过程中，优先采用该主路径提供网络切片服务；当该主路径出现故障时，再启用备用路径。其中，主路径中的各个边缘处理池节点为主边缘处理池节点；备用路径中的各个边缘处理池节点为备用边缘处理池节点。图4b中的f1-f7表示7个VNF。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，图3a所示实施例流程步骤S303，从最短路径集合中选择一条初始最短路径；将预设数量个VNF部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中的步骤，包括：

S501，从最短路径集合中选择一条初始最短路径。

S502，计算初始最短路径中的各边缘处理池节点与RRU之间的距离。

根据网络控制器中的网络拓扑结构中包含的每个链路信息，计算初始最短路径中的各边缘处理池节点与RRU之间的距离。

S503，按照距离从大到小的顺序，遍历初始最短路径中的各边缘处理池节点。

可以按照各边缘处理池节点与RRU之间的距离从大到小的顺序，对该初始最短路径中的各边缘处理池节点进行排序，并将排序后的各边缘处理池节点添加至边缘处理池节点集合中，遍历初始最短路径中的各边缘处理池节点。

S504，判断初始最短路径中的当前边缘处理池节点的剩余计算资源是否大于或等于预设计算资源阈值。

网络拓扑结构中包含有计算资源阈值，该计算资源阈值用于表示部署一个VNF所需要的计算资源。网络拓扑结构中还可以包含各个边缘处理池节点的计算资源最大容量和已使用计算资源，因此，可以通过计算最大容量与已使用计算资源之间的差值，获得当前边缘处理池节点的剩余计算资源，接着可以判断当前边缘处理池节点的剩余计算资源是否大于或等于计算资源阈值。

S505，如果是，则按照VNF标识从大到小的顺序，将VNF部署至当前边缘处理池节点中。

如果是，则表明当前边缘处理池节点中有足够的计算资源，能够部署VNF。可以按照VNF标识从大到小的顺序，将VNF部署至当前边缘处理池节点，即，先将当前VNF的VNF部署至当前边缘处理池节点；接着再次计算该当前边缘处理池节点的剩余计算资源是否大于或等于计算资源阈值；如果是，则将当前VNF的下一个VNF部署至当前边缘处理池节点中；如果否，则表明该当前边缘处理池节点中的剩余计算资源较少，不足以部署VNF。

S506，如果否，则判断初始最短路径中的下一个边缘处理池节点的剩余计算资源是否大于或等于计算资源阈值。

如果当前边缘处理池节点的剩余计算资源小于计算资源阈值，则表明当前边缘处理池节点无法部署VNF，则可以判断初始最短路径中的下一个边缘处理池节点的剩余计算资源是否大于或等于计算资源阈值。

S507，直到将预设数量个VNF部署完成。

直到将预设数量个VNF部署完成，即，将7个VNF均部署至初始最短路径中的边缘处理池节点中，则可以继续执行图3a所示实施例流程步骤S304，计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性的步骤。

或者，S508，直到下一个边缘处理池节点为末位边缘处理池节点，且末位边缘处理池节点的剩余计算资源小于计算资源阈值，执行S501，从最短路径集合中选择一条初始最短路径的步骤。

如果下一个边缘处理池节点为末位边缘处理池节点，且末位边缘处理池节点的计算资源小于计算资源阈值，表明该初始最短路径中没有足够的计算资源部署VNF，则不能将该初始最短路径最为目标路径，该初始最短路径部署失败。因此，需要重新选择一条初始最短路径，即，在该种情况下，执行从最短路径集合中选择一条初始最短路径的步骤。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，网络切片请求中，还包括：路径时延阈值，该路径时延阈值可以为根据实验或经验预先设置的。

图5所示实施例流程步骤S507，直到将预设数量个VNF部署完成，执行计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性的步骤，包括：

第一步，在将预设数量个VNF部署完成的情况下，计算部署完成后的初始最短路径的第一路径时延。

在将预设数量个VNF部署完成后，可以计算部署完成后的初始最短路径的第一路径时延，在计算第一路径时延的过程中，可以先计算初始最短路径中各个链路的传输时延，以及节点交换时延，最后将各个链路的传输时延和节点交换时延相加得到第一路径时延。其中，传输时延可以由链路特性与链路长度相乘得到，链路特性例如可以为5μs/km。

无线接入系统中还包括多个电交换机和ROADM，用于完成光信号和电信号之间的转换。且每个边缘处理池节点均连接一个电交换机和一个ROADM，因此，每经过一个边缘处理池节点，则进行一组光信号和电信号之间的转换，在计算节点交换时延的过程中，可以计算网络拓扑结构中保存的光电转换时延，与该初始最短路径中已部署VNF的边缘处理池节点的数量之间的乘积，获得节点交换时延。

第二步，判断第一路径时延是否小于或等于路径时延阈值。

在计算得到部署完成后的初始最短路径的第一路径时延之后，可以判断该第一路径时延是否小于或等于路径时延阈值。

第三步，如果是，则执行图3a所示实施例流程步骤S304，计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性的步骤。

如果是，则表明部署完成的初始最短路径满足该网络切片请求的时延要求，则可以进一步计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，如图6所示，图3a所示实施例流程步骤S302，从RRU与边缘数据中心之间连接的路径中选择多条最短路径，并获得最短路径集合的步骤，包括：

S601，确定各边缘处理池节点的节点度数。

可以根据网络拓扑结构中各边缘处理池节点之间的连接关系，确定各边缘处理节点的节点度数，该节点度数为与边缘处理池节点通信连接的其他边缘处理池节点的数量。

S602，按照各边缘处理池节点的节点度数从大到小的顺序，对各边缘处理池节点进行排序。

可以按照各边缘处理池节点的节点度数从大到小的顺序，对各边缘处理池节点进行排序，可以构成边缘处理池节点集合。

S603，遍历经排序后的各个边缘处理池节点。

由于在对各边缘处理池节点进行排序后可以构成边缘处理池节点，因此，遍历边缘处理池节点集合中的各边缘处理池节点，可以先对节点度数大的边缘处理池节点优先进行部署，进而增加部署完成后的初始最短路径中VNF的聚合程度，也能够使得VNF尽可能多的部署到相同的边缘处理池节点中。

S604，根据预设的KSP(k-shortest pathes，前K个最短路径)算法，计算RRU与当前边缘处理池节点之间连接的多条最短路径。

可以根据预设的KSP算法计算RRU与当前边缘处理池节点之间连接的多条最短路径。需要说明的是，在本发明实施例中，所有边缘处理池节点均与边缘数据中心直接通过链路连接，因此，RRU与当前边缘处理池节点之间的最短路径，即为RRU与边缘数据中心之间连接的路径中的最短路径。其中KSP算法中最短路径的数量可以为根据经验或实验预先设置好的。

S605，基于多条最短路径获得最短路径集合。

可以将所得到的最短路径组成最短路径集合。

本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署方法，还包括：

在目标路径的数量小于预设路径数量阈值，且遍历完最短路径集合的情况下，执行S603，遍历经排序后的各个边缘处理池节点的步骤。

针对一个边缘处理池节点，如果遍历完该边缘处理池节点对应的最短路径集合，从该边缘处理池节点与RRU之间连接的多条最短路径中，确定出的目标路径的数量小于预设路径数量阈值，则表明该边缘处理池节点与RRU之间的多条最短路径并不能满足目标路径的数量要求，因此，执行遍历经排序后的各个边缘处理池节点，重新选取一个边缘处理池节点，并确定该边缘处理池节点与RRU之间的多条最短路径的过程。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，图6所示实施例流程步骤S605，基于多条最短路径获得最短路径集合的步骤，包括：

第一步，针对多条最短路径中的各最短路径，分别计算该最短路径的剩余带宽资源，以及第二路径时延。

针对多条最短路径中的各最短路径，可以分别计算该最短路径的剩余带宽资源，以及第二路径时延。计算剩余带宽资源的过程中，可以先将网络拓扑结构中保存的各个链路对应的单波长带宽与链路波长数相乘，得到链路带宽总量；接着计算链路带宽总量与预先保存的已使用带宽资源之间的差值，获得该链路的剩余带宽资源。最后，比较该最短路径中各条链路的剩余带宽资源的大小，并将最小剩余带宽资源作为该最短路径的剩余带宽资源。

由于在未对VNF进行部署时，还不确定需要部署的边缘处理池节点的数量，也就不确定需要进行几次电信号与光信号之间的转换，因此，第二路径时延中可以仅包括传输时延，该传输时延可以由链路特性与链路长度相乘得到，链路特性例如可以为5μs/km。

第二步，从多条最短路径中筛选出剩余带宽资源大于或等于预设带宽资源阈值，且第二路径时延小于或等于时延阈值的多个目标最短路径。

可以分别判断各最短路径的剩余带宽资源是否大于或等于预设带宽资源阈值，以及第二路径时延是否小于或等于时延阈值，并将剩余带宽资源大于或等于预设带宽资源阈值，且第二路径时延小于或等于时延阈值的多个目标最短路径筛选出。

第三步，按照各目标最短路径的第二路径时延从小到大的顺序，对目标最短路径进行排序。

在获得多条目标最短路径之后，可以按照各目标最短路径的路径时延从小到大的顺序，对目标最短路径进行排序。

第四步，将经排序后的多个目标最短路径组成为最短路径集合。

将经排序后的多个目标最短路径组合为最短路径集合。需要说明的是，在获取最短路径集合之后，可以按照最短路径集合中各最短路径的先后顺序，从该最短路径中选择一条初始最短路径，这样，能够保证优先在第二路径时延较小的初始最短路径中的边缘处理池节点中部署VNF，由于第二路径时延越小，表明该最短路径的长度越小，因此，也就能够保证优先在路径较短的最短路径中的边缘处理池节点中部署VNF。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，图3a所示实施例流程步骤S304，计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性的步骤，包括：

第一步，利用第一预设表达式，计算部署完成后的初始最短路径中的VNF的第一VNF可用性。

第一预设表达式为：

式中，a

第二步，利用第二预设表达式，计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性。

第二预设表达式为：

式中，A

由于信号从RRU经过需要经过多个边缘处理池节点、电交换机、以及ROADM才能到达边缘数据中心，因此，在计算第一路径可用性时，需要充分考虑该条初始最短路径中的每一个中间设备的可用性，即，需要考虑物理切片元素和第二VNF可用性。其中物理切片元素除了包括初始最短路径中的各条链路和边缘处理池节点之外，还可以包括点交换机和ROADM。各物理切片元素可用性以及第一VNF可用性均可以从网络拓扑结构中获取。

RAN切片可用性可以利用如下表达式计算：

式中，A

本发明实施例既能在链路故障下为网络切片提供服务，又能在处理池节点故障下为网络切片提供服务。根据不同应用场景下差异化的服务质量要求，按需提供资源，以满足其可用性要求。

本发明实施例提供了一种基于多路径多副本的RAN切片部署装置的一种具体实施例，与图3a所示流程相对应，参考图7，图7为本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署装置的一种结构示意图，该基于多路径多副本的RAN切片部署装置应用于如图2所示无线接入系统中的网络控制器，无线接入系统中还包括：多个射频拉远单元RRU、多个边缘处理池节点和边缘数据中心，边缘处理池节点中包含多个服务器，各服务器中创建有虚拟机；每个边缘处理池节点均与多个RRU通信连接，多个边缘处理池节点之间通信连接。

如图7所示，本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署装置可以包括：

网络切片请求模块701，用于接收网络切片请求，网络切片请求中包括：可用性阈值。

最短路径集合获得模块702，用于从RRU与边缘数据中心之间连接的路径中选择多条最短路径，获得最短路径集合。

VNF部署模块703，用于从最短路径集合中选择一条初始最短路径；并将预设数量个VNF分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中。

第一路径可用性计算模块704，用于计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，并判断第一路径可用性是否大于或等于可用性阈值。

目标路径确定模块705，用于如果是，则将部署完成后的初始最短路径确定为目标路径。

副本增加模块706，用于如果否，则为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本，并将副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中。

第二路径可用性计算模块707，用于计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并在第二路径可用性小于可用性阈值的情况下，触发副本增加模块706执行为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将初始最短路径作为目标路径。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署装置还包括：

第一触发模块，用于若增加副本后的初始最短路径中，副本的数量大于或等于预设副本数量阈值，而第二路径可用性小于可用性阈值，则触发VNF部署模块执行从最短路径集合中选择一条初始最短路径的步骤，直到获得目标路径。

本发明实施例提供的一种基于多路径多副本的RAN切片部署装置，应用于基于多路径多副本的RAN切片部署系统中的网络控制器中，通过从最短路径集合中选择一条初始最短路径；并将预设数量个VNF分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中。计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，并判断第一路径可用性是否大于或等于可用性阈值。如果是，则将部署完成后的初始最短路径确定为目标路径。如果否，则为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本，并将副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中。计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并在第二路径可用性小于可用性阈值的情况下，执行为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将初始最短路径作为目标路径。在本发明实施例中，通过将预设数量个VNF分散部署至各边缘处理池节点中的虚拟机中，当部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性小于可用性阈值时，则可以对该初始最短路径中的具有最小可用性的目标VNF增加副本，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将该初始最短路径作为目标路径。无线网接入系统在提供网络切片服务的过程中，当某个VNF出现故障时，则可以通过启用该VNF的副本继续提供网络切片服务器，能够减少因将所有无线基带功能部署至一个边缘处理池节点，该边缘处理池节点出现故障而导致无法提供网络切片服务的情况。因此，本发明实施例能够提高路径可用性，从而提高RAN切片可用性，进而降低无法提供网络切片服务的概率。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，获得的目标路径至少包括两条，其中一条目标路径设置为主路径，其他目标路径设置为备用路径。

主路径中的各个边缘处理池节点为主边缘处理池节点。

备用路径中的各个边缘处理池节点为备用边缘处理池节点。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，上述VNF部署模块703，包括：

初始最短路径选择子模块，用于从最短路径集合中选择一条初始最短路径；

距离计算子模块，用于计算初始最短路径中的各边缘处理池节点与RRU之间的距离。

边缘处理池节点遍历子模块，用于按照距离从大到小的顺序，遍历初始最短路径中的各边缘处理池节点。

第一剩余计算资源判断子模块，用于判断初始最短路径中的当前边缘处理池节点的剩余计算资源是否大于或等于预设计算资源阈值；计算资源阈值用于表示部署一个VNF所需要的计算资源。

VNF部署子模块，用于如果是，则按照VNF标识从大到小的顺序，将VNF部署至当前边缘处理池节点中。

第二剩余计算资源判断子模块，用于如果否，则判断初始最短路径中的下一个边缘处理池节点的剩余计算资源是否大于或等于计算资源阈值。

第一触发子模块，用于直到将预设数量个VNF部署完成，触发第一路径可用性计算模块执行计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性的步骤。

或者，第二触发子模块，用于直到下一个边缘处理池节点为末位边缘处理池节点，且末位边缘处理池节点的剩余计算资源小于计算资源阈值，触发VNF部署模块执行从最短路径集合中选择一条初始最短路径的步骤。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，网络切片请求中，还包括：路径时延阈值。

第一触发子模块，包括：

路径时延计算单元，用于在将预设数量个VNF部署完成的情况下，计算部署完成后的初始最短路径的第一路径时延。

路径时延判断单元，用于判断第一路径时延是否小于或等于路径时延阈值。

触发单元，用于如果是，则触发第一路径可用性计算模块执行计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性的步骤。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，最短路径集合获得模块702，包括：

节点度数确定子模块，用于确定各边缘处理池节点的节点度数，节点度数为与边缘处理池节点通信连接的其他边缘处理池节点的数量。

边缘处理池节点排序子模块，用于按照各边缘处理池节点的节点度数从大到小的顺序，对各边缘处理池节点进行排序。

边缘处理池节点遍历子模块，用于遍历经排序后的各个边缘处理池节点。

最短路径计算子模块，用于根据预设的KSP算法，计算RRU与当前边缘处理池节点之间连接的多条最短路径。

最短路径集合获得子模块，用于基于多条最短路径获得最短路径集合。

本发明实施例提供的基于多路径多副本的RAN切片部署装置还包括：

第二触发模块，用于在目标路径的数量小于预设路径数量阈值，且遍历完最短路径集合的情况下，触发边缘处理池节点遍历子模块执行遍历经排序后的各个边缘处理池节点的步骤。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，最短路径集合获得子模块，包括：

剩余带宽资源计算单元，用于针对多条最短路径中的各最短路径，分别计算该最短路径的剩余带宽资源，以及第二路径时延；第二路径时延中包括传输时延。

目标最短路径筛选单元，用于从多条最短路径中筛选出剩余带宽资源大于或等于预设带宽资源阈值，且第二路径时延小于或等于时延阈值的多个目标最短路径。

目标最短路径排序单元，用于按照各目标最短路径的路径时延从小到大的顺序，对目标最短路径进行排序。

最短路径集合组成单元，用于将经排序后的多个目标最短路径组成为最短路径集合。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，第一路径可用性计算模块704，包括：

第一VNF可用性计算子模块，用于利用第一预设表达式，计算部署完成后的初始最短路径中的VNF的第一VNF可用性，第一预设表达式为：

式中，a

第一路径可用性计算子模块，用于利用第二预设表达式，计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，第二预设表达式为：

式中，A

本发明实施例还提供了一种网络控制器，如图8所示，包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信，

存储器803，用于存放计算机程序。

处理器801，用于执行存储器803上所存放的程序时，实现如下步骤：

接收网络切片请求，网络切片请求中包括：可用性阈值。

从RRU与边缘数据中心之间连接的路径中选择多条最短路径，获得最短路径集合。

从最短路径集合中选择一条初始最短路径；并将预设数量个VNF分散部署至该初始最短路径中的各边缘处理池节点中的虚拟机中。

计算部署完成后的初始最短路径的第一路径可用性，并判断第一路径可用性是否大于或等于可用性阈值。

如果是，则将部署完成后的初始最短路径确定为目标路径。

如果否，则为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本，并将副本部署至该初始最短路径中的边缘处理池节点中的虚拟机中。

计算增加副本后的初始最短路径的第二路径可用性，并在第二路径可用性小于可用性阈值的情况下，执行为该初始最短路径中具有最小可用性的目标VNF增加副本的步骤，直到第二路径可用性大于或等于可用性阈值，将初始最短路径作为目标路径。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一基于多路径多副本的RAN切片部署方法的步骤。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一基于多路径多副本的RAN切片部署方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。