利用機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)資源分配的研究.pdf

1、軟件定義網(wǎng)絡(luò)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開(kāi)來(lái)。一個(gè)邏輯上集中的控制器負(fù)責(zé)所有的決策控制，而數(shù)據(jù)面的交換設(shè)備只負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)封包的轉(zhuǎn)發(fā)。這個(gè)架構(gòu)使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流更加的靈活可控。而面對(duì)日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量壓力和不斷升級(jí)的應(yīng)用需求，如何在此集中控制的架構(gòu)下，為用戶(hù)提供高質(zhì)量服務(wù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配，從而全面提升網(wǎng)絡(luò)性能便成為了一個(gè)重要的研究議題。
　　而通過(guò)對(duì)這個(gè)復(fù)雜的流量工程問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模可以證實(shí)，其為

2、一個(gè)NP完全問(wèn)題。雖然目前，研究人員已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)資源分配，特別是動(dòng)態(tài)路由決策方面提出了很多較為先進(jìn)的啟發(fā)式算法。但是在解決這個(gè)NP完全問(wèn)題時(shí)，這些算法均會(huì)帶來(lái)較高的計(jì)算時(shí)間花銷(xiāo)，無(wú)法在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)所要求的時(shí)間內(nèi)完成動(dòng)態(tài)路由的選擇。
　　本論文提出了一種的解決方案，力求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)路由決策。在一個(gè)可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，我們用多個(gè)監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)模型在控制器端構(gòu)建了一個(gè)路由決策元層。為了能夠使經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，具備啟發(fā)式算法根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀

3、態(tài)計(jì)算優(yōu)化路由的能力，本文將啟發(fā)式算法的輸入和輸出分別作為訓(xùn)練樣本的特征和標(biāo)簽對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練。在所有模型訓(xùn)練完成之后，該路由決策元層便可以完全取代耗時(shí)的啟發(fā)式算法。即當(dāng)控制器收到有新的連接請(qǐng)求，其便可以根據(jù)采集到的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)，獨(dú)立計(jì)算得出與啟發(fā)式算法近似的優(yōu)化路徑，而這一個(gè)預(yù)測(cè)過(guò)程則是非常迅速，完全滿足真實(shí)網(wǎng)絡(luò)部署的需要。
　　同時(shí)，為了能夠更加有效地抽取有用的網(wǎng)絡(luò)特征，并使機(jī)器學(xué)習(xí)模型充分考慮該約束滿足問(wèn)題中約束條件和優(yōu)化