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专利号: 2020101072981
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-04-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于SVDD的网络切片物理节点异常检测方法,其特征在于,该方法在网络切片场景下,采用网络切片部署和虚拟网络功能(Virtual network function,VNF)产生观测数据的模型,结合考虑无监督异常检测和VNF观测数据网络切片间共享,构建分布式部署于各网络切片管理器上的网络切片物理节点异常检测模型,通过随机近似函数实现在各切片内分布式处理VNF观测数据,最后采用随机梯度下降法实现分布式在线的物理节点异常检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于SVDD的网络切片物理节点异常检测方法,其特征在于,所述网络切片部署和VNF产生观测数据的模型,具体包括:底层物理网络由M个相互联通的物理节点组成,网络中映射到物理节点m上的VNF共有N个;部署到物理网络上的网络切片有三种:增强型移动宽带(Enhanced Mobile Broadband,EMBB)网络切片对应的SFC由6个VNF组成,超可靠低时延(Ultra Reliable Low Latency Communication,URLLC)网络切片对应的SFC由5个VNF组成,海量机器类型通信(Massive Machine Type Communication,MMTC)网络切片对应的SFC由4个VNF组成;各网络切片管理器采集本切片内VNF的观测数据,在t时刻对物理节点m的观测数据为s(t)=(x1(t),x2(t),…,xN(t))T,其中,xn(t),n=1,

2,…,N为部署在物理节点m上的第n个VNF在t时刻的观测数据向量,由流速率、排队时延、处理时延和协议类型组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于SVDD的网络切片物理节点异常检测方法,其特征在于,所述构建分布式部署于各网络切片管理器上的网络切片物理节点异常检测模型,具体包括:将网络切片部署和VNF产生观测数据的模型进行分布式的参数更新,经过多次迭代,得到一个以a*=a1(t)=a2(t)=…=aN(t)为球心,R*=R1(t)=R2(t)=…=RN(t)为半径,ξ*=ξ1(t)=ξ2(t)=…=ξn(t)为松弛变量的随机特征空间中的超球面;其中,an(t)、Rn(t)、ξn(t)分别为t时刻第n个VNF对应网络切片内参数更新所得随机特征空间中超球面的球心、半径和松弛变量;a*、R*和ξ*为经过多次迭代后,各网络切片内分布式更新的超球面球心an(t)、半径Rn(t)和松弛变量ξn(t)收敛所得的值,这个过程中各网络切片中更新的参数所定义的超球面逐渐重合为同一个超球面。

4.根据权利要求3所述的一种基于SVDD的网络切片物理节点异常检测方法,其特征在于,所述随机特征空间是指通过随机近似函数z(·)将原始VNF观测数据xn(t)映射到的高维空间,在高维空间中原始观测数据xn(t)的映射为z(xn(t))=[z1(xn(t)),…,zD(xn(t))]T,其中,D为随机特征空间的维度;

所述超球面为各网络切片管理器对VNF观测数据采用支持向量数据描述模型更新参数an(t),Rn(t),ξn(t),n=1,2,…,N所定义的超球面,各个网络切片管理器上的超球面参数在初始阶段不同;

所述分布式是指VNF观测数据由VNF所属网络切片管理器分布式收集,分布式存储,并在各网络切片管理器中分布式处理,不存在切片间的VNF原始观测数据传输。

5.根据权利要求3所述的一种基于SVDD的网络切片物理节点异常检测方法,其特征在于,所述参数更新,具体包括:各网络切片内的参数an(t)、Rn(t)、ξn(t)更新均采用随机梯度下降法,对松弛变量ξn(t)更新时,每次更新后需要保证其值为正;物理节点运行状态正常时,各网络切片间需要共享参数an(t),Rn(t),ξn(t),各网络切片内的分布式参数更新都需要其他所有切片管理器中上一时刻分布式参数更新的结果。

6.根据权利要求1所述的一种基于SVDD的网络切片物理节点异常检测方法,其特征在于,所述随机梯度下降法具体包括:在各网络切片管理器内先由随机梯度下降法,更新超球面半径Rn(t)和球心an(t)以及松弛变量ξn(t),更新完成后,计算分布式判别函数:其中,sgn为符号函数;若g(xn(t))=1,则t时刻VNFn观测数据xn(t)在随机特征空间中位于参数更新所得超球面内;若g(xn(t))=-1,则xn(t)位于超球面以外。

7.根据权利要求6所述的一种基于SVDD的网络切片物理节点异常检测方法,其特征在于,所述分布式在线物理节点异常检测具体包括:在各VNF对应的网络切片管理器上完成分布式参数更新,实时决策模块根据分布式判别函数,对当前时刻物理节点运行状态的判决,丢弃物理节点运行状态异常时观测数据更新的参数。

8.根据权利要求7所述的一种基于SVDD的网络切片物理节点异常检测方法,其特征在于,所述实时决策模块具体包括:根据各网络切片管理器分布式更新所得参数g(xn(t))判断 是否等于N,若 则t时刻物理节点运行状态正常,若则t时刻物理节点运行状态异常;其中,N为部署在目标物理节点上的VNF

数量;

如果物理节点运行状态正常,以当前时刻各分布式参数an(t),Rn(t),ξn(t)继续下一时刻的随机梯度下降法参数更新;如果当前物理节点运行状态异常,丢弃t时刻参数an(t),Rn(t),ξn(t),令an(t)=an(t-1),Rn(t)=Rn(t-1),ξn(t)=ξn(t-1),继续下一时刻的随机梯度下降法参数更新。