南京大学李文峰获国家专利权
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龙图腾网获悉南京大学申请的专利一种用于空间网络仿真的节点负载均衡部署方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119183117B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411702662.3,技术领域涉及:H04W16/18;该发明授权一种用于空间网络仿真的节点负载均衡部署方法是由李文峰;蒋辰;叶言飞;赵康僆;刘珺设计研发完成,并于2024-11-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于空间网络仿真的节点负载均衡部署方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于空间网络仿真的节点负载均衡部署方法,属于网络仿真技术领域。首先建立空间网络仿真节点部署模型,明确节点负载均衡部署方法的输入、输出与资源约束模型;接着由部署模型构建节点负载均衡部署方法的目标函数,引入资源匹配度概念均衡仿真节点负载,利用信息素机制、概率调度生成部署方法的解空间;然后针对解空间中的解策略,验证其对资源约束模型的满足情况,并依此比较、更新最优解、最优方案;最后,利用更新的解策略刷新部署方法的信息素,迭代直至达到终止条件,输出最终的最优目标函数值以及最优部署方案。本发明能够均衡空间网络仿真节点的放置,在保证仿真业务进行的情况下,尽可能减小额外资源开销。
本发明授权一种用于空间网络仿真的节点负载均衡部署方法在权利要求书中公布了:1.一种用于空间网络仿真的节点负载均衡部署方法,其特征在于,步骤包括: S1.建立空间网络仿真节点部署模型:构建空间网络仿真节点部署模型的基本框架,明确节点负载均衡部署方法的输入、输出内容,明确硬件资源约束模型; S2.依照步骤S1中建立的空间网络仿真节点部署模型,构建空间网络仿真节点负载均衡部署方法的目标函数,引入资源匹配度概念均衡仿真节点负载,利用信息素机制、概率调度的思想生成空间网络仿真节点部署方法的解空间; S3.针对步骤S2中生成的解空间中的解,验证其对硬件资源约束模型的满足情况,并依此结果将步骤S2解空间中的解与记录的最优解、最优方案进行比较、更新; S4.利用步骤S3更新的解策略刷新空间网络仿真节点部署模型的信息素,继续迭代生成解空间直至达到终止条件,输出最终的最优目标函数值以及最优部署方案; 步骤S1的具体实现步骤包括: S1.1根据空间网络仿真的特点,分析空间网络仿真场景的特殊性;空间网络仿真过程中,仿真节点除了维持其内部业务正常进行的硬件资源需求外,还需要仿真空间网络链路; S1.2构建空间网络仿真节点部署模型的基本框架,给出节点负载均衡部署方法的输入、输出内容; 空间网络仿真节点部署模型包含有nv个节点的仿真节点的集合NODE以及包含有ns台服务器的服务器集合SERVER; 其中,分别代表仿真节点分别代表服务器1···ns; 对于空间网络仿真中仿真节点之间的基于OVS建立的仿真链路情况,采用一个仿真节点连接关系矩阵A表示,其含义是表达仿真节点间的连接关系: 矩阵A中aij表示为仿真节点nodei与仿真节点nodej之间的链路连接关系,如果仿真节点nodei与仿真节点nodej之间没有链路连接,则aij为0,仿真节点nodei与仿真节点nodej之间有链路连接,则aij为1; 定义变量xis表示仿真节点nodei是否部署在服务器servers上,若仿真节点nodei部署在服务器servers,则xis=1;反之为0,由于一个仿真节点只能部署在一台服务器上,因此, 部署模型的输入为仿真节点的集合NODE、服务器集合SERVER以及仿真节点连接关系矩阵A,部署模型的输出为部署方案的目标函数值的最小值,记为最优目标函数值,以及目标函数值取最小值时的仿真节点部署方案,记为最优部署方案; S1.3明确资源约束模型;规定每台服务器s能够提供的硬件资源,分别表示为一个三维向量 其中,Hs,core、Hs,mem和Hs,disk分别是服务器servers能够为仿真节点提供的CPU、内存、磁盘资源; 由于服务器在部署节点前还运行着一些进程,耗费了部分资源,需要将服务器已经使用的资源进行量化,服务器servers的资源已负载情况定义为一个三维向量 其中,Fs,core、Fs,mem和Fs,disk分别是服务器servers已使用的CPU、内存、磁盘资源; 而对于每个仿真节点nodei,其为了维持其内部业务正常进行,对服务器资源的需求定义为下面的一个三维向量表示为下式: 其中,Si,core、,Si,mem和Si,disk分别代表仿真节点nodei对CPU、内存、磁盘资源; 为了达到负载均衡的目的,每台服务器所负载的仿真节点的所有硬件需求之和应当不超过服务器的可用硬件资源,因此最终的资源约束模型表述为服务器已使用资源以及为仿真节点使用的资源之和不能超过其可提供的资源,资源约束模型如下所示: 其中,nv为仿真节点的数量;ns为承载仿真任务的服务器数量;B表示仿真链路的预设带宽;m为满足仿真链路的预设带宽对服务器的额外的CPU资源需求;Bs,total表示服务器servers网络接口的可用带宽。
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