DE112018008127T5 - Verfahren und vorrichtung zum mappen von network-slices auf netzinfrastrukturen mit sla-garantie - Google Patents

Abstract

Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) zum Mappen mindestens eines Network-Slice (σ) auf eine Netzinfrastruktur, eine Einrichtung umfassend, die für Folgendes konfiguriert ist:Erhalten (1) einer Dienstanfrage nach einem Network-Slice, wobei die Dienstanfrage Dienstanforderungen definiert;Abfragen (2) von Network-Slice-Beschreibungen aus einer Datenbank (SMO DB) und Auswählen mindestens eines Network-Slice, der die Dienstanforderungen unterstützt, gemäß den Beschreibungen;Erzeugen (3) eines Ressourcengraphen, der Infrastrukturressourcen darstellende Knoten und Zwischen-Knoten-Verbindungen darstellende Links umfasst, und wobei der Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die zur Bereitstellung des Dienstes erforderlich sind, und wobei das Erzeugen auf Basis einer Network-Slice-Beschreibung des mindestens einen ausgewählten Network-Slice ausgeführt wird;Senden (4) des Ressourcen-Graphen an einen Infrastrukturverwalter (InM) zum Mappen (6) einer Topologie der Netzinfrastruktur auf den RessourcenGraphen und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür ausgelegt ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; undEmpfangen (8) eines Mapping-Ergebnisses, das den mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, von dem Infrastrukturverwalter (InM).

Description

• Gebiet der Technik
• Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen allgemein Verfahren und Vorrichtungen für das Abbilden bzw. Mappen von Netzpartitionen bzw. Network-Slices auf eine Netzinfrastruktur. Sie können ferner Network-Slices nach der Definition der 3GPP-Standard-Organisation für Mobilkommunikationsnetze der fünften Generation (5G) betreffen.
• Allgemeiner Stand der Technik
• Network-Slicing ist ein Schlüsselkonzept der Mobilfunknetze der fünften Generation, das darin besteht, sich die Technologien der Virtualisierung von Netzfunktionen bzw. Network Function Virtualization (NFV) und der durch Software definierten Netzwerkbildung bzw. Software Defined Networking (SDN) zunutze zu machen, um mehrere dedizierte und kundenspezifische virtuelle Endto-End-Netze, die einem Mandanten bzw. Tenant (d.h. einem Netzkunden, wie etwa einem Vertical Operator) gewidmet sind, auf einer gemeinsamen „realen“ Netzinfrastruktur zu errichten.
• Da die Network-Slices auf einer gemeinsamen Netzinfrastruktur betrieben werden, müssen sie sich die Ressourcen dieser Infrastruktur teilen. Es kommt daher darauf an, die Ressourcen des zugrundeliegenden Netzes den verschiedenen Funktionen des virtuellen Netzes bzw. Virtual Network Functions (VNF) der Slices zuzuordnen, um den Anforderungen der jeweiligen SLA (Dienstgütevereinbarung) gerecht zu werden oder zumindest die beste Leistung (hinsichtlich z.B. Bandbreite, Latenz, Jitter usw.) bereitzustellen.
• Abriss
• In einer Ausführungsform umfasst eine Network-Slice-Verwaltungsinstanz zum Mappen mindestens eines Network-Slice auf eine Netzinfrastruktur eine Einrichtung, die für Folgendes konfiguriert ist:
• Erhalten einer Dienstanfrage nach einem Network-Slice, wobei die Dienstanfrage Dienstanforderungen definiert;
• Abfragen von Network-Slice-Beschreibungen aus einer Datenbank (SMO DB) und Auswählen mindestens eines Network-Slice, der die Dienstanforderungen unterstützt, gemäß den Network-Slice-Beschreibungen;
• Erzeugen eines Ressourcengraphen, der Infrastrukturressourcen darstellende Knoten und Zwischen-Knoten-Verbindungen darstellende Links umfasst, und wobei der Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die zur Bereitstellung des Dienstes erforderlich sind, und wobei das Erzeugen auf Basis einer Network-Slice-Beschreibung des mindestens einen ausgewählten Network-Slice ausgeführt wird;
• Senden des Ressourcengraphen an einen Infrastrukturverwalter zum Mappen einer Topologie der Netzinfrastruktur auf den Ressourcengraphen und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; und
• Empfangen eines Mapping-Ergebnisses, das den mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, von dem Infrastrukturverwalter.
• Manche Ausführungsformen umfassen eines oder mehrere von den folgenden Merkmalen, die separat oder gemeinsam, entweder als Kombination von manchen oder als Kombination von allen genommen werden können:
• - die Network-Slice-Verwaltungsinstanz ist ferner dafür geeignet, Ressourcenanforderungen zuzuordnen, einschließlich einer Menge an angeforderten Rechenressourcen, einer Menge an angeforderten Speicherressourcen und einer Menge an angeforderten Ressourcen für Drahtlosübertragungskapazitäten an die Knoten des Ressourcengraphen; und einschließlich einer Bandbreite an die Links des Ressourcengraphen,
• - die Network-Slice-Verwaltungsinstanz ist ferner dafür geeignet, Arbeitslastmuster aus einer Datenbank (SMO DB) abzurufen und mit den Arbeitslastmustern durch Mitigieren bzw. Verkleinern der Summe der Ressourcenanforderungen, die den jeweiligen Knoten und Links der Dienstfunktionsverketten bzw. Service Function Chains zugeordnet sind, die dem mindestens einen Network-Slice zugeordnet sind, die Ressourcenanforderungen zu bestimmen, die den einzelnen Knoten und Links des Ressourcengraphen zugeordnet werden.;
• - die Network-Slice-Verwaltungsinstanz ist ferner dafür geeignet, durch Suchen einer optimalen Lösung in dem von dem provisionierten Ressourcengraphen bestimmten Untersatz die Netzinfrastrukturressourcen für den Slice des logischen Netzes zuzuweisen.
• - die Einrichtung umfasst mindestens einen Prozessor; und mindestens einen Speicher, der Computerprogrammcode enthält, wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dafür konfiguriert sind, mit dem mindestens einen Prozessor die Leistung der Network-Slice-Verwaltungsinstanz zu veranlassen.
• In einer Ausführungsform umfasst ein Infrastrukturverwalter zum Mappen mindestens eines Slice eines logischen Netzes auf eine Netzinfrastruktur eine Einrichtung, die für Folgendes konfiguriert ist:
• Empfangen eines Ressourcengraphen von einer Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO), wobei der Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die für die Bereitstellung eines von dem mindestens einen Network-Slice definierten Dienstes erforderlich sind;
• Abfragen einer Topologie dieser Netzinfrastruktur und von verfügbaren Ressourcen aus einer Datenbank;
• Mappen der Topologie und der verfügbaren Ressourcen auf den Ressourcengraphen; und Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen;
• Senden eines Mapping-Ergebnisses, das mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, an die Network-Slice-Verwaltungsinstanz.
• Manche Ausführungsformen umfassen eines oder mehrere von den folgenden Merkmalen, die separat oder gemeinsam, entweder als Kombination von manchen oder als Kombination von allen genommen werden können:
• - der Infrastrukturverwalter ist ferner dafür geeignet, durch Lösen eines Problems einer Mixed Integer Linear Programming bzw. gemischt-ganzzahligen linearen Programmierung, MILP, zur Minimierung einer Kostenfunktion, um die Gesamtkosten für die Provisionierung des Mapping zu evaluieren, die Topologie und die verfügbaren Ressourcen unter einem Satz von Bedingungen auf den Ressourcengraphen zu mappen;
• - der Infrastrukturverwalter ist ferner dafür geeignet, die Lösung eines MILP-Problems für eine Mehrzahl von dem mindestens einen Slice durchzuführen, wobei die Kostenfunktion die Gesamtkosten für die Provisionierung des Mapping dieser Mehrzahl evaluiert;
• - der Infrastrukturverwalter ist ferner dafür geeignet, von der Network-Slice-Verwaltungsinstanz eine Anfrage zu empfangen, die einen Satz von zuzuweisenden Netzinfrastrukturressourcen enthält.
• - die Einrichtung umfasst mindestens einen Prozessor; und mindestens einen Speicher, der Computerprogrammcode enthält, wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dafür konfiguriert sind, mit dem mindestens einen Prozessor die Leistung der Vorrichtung zu veranlassen.
• In einer Ausführungsform ein System zum Mappen mindestens eines Slice eines logischen Netzes auf eine Netzinfrastruktur, das umfasst:
• eine Slice-Verwaltungsinstanz wie oben definiert und
• einen Infrastrukturverwalter wie oben definiert.
• In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren einer Network-Slice-Verwaltungsinstanz zum Mappen mindestens eines Network-Slice auf eine Netzinfrastruktur:
• Erhalten einer Dienstanfrage nach einem Network-Slice, wobei die Dienstanfrage Dienstanforderungen definiert;
• Abfragen von Network-Slice-Beschreibungen aus einer Datenbank und
• Auswählen mindestens eines Network-Slice, der die Dienstanforderungen unterstützt, gemäß den Network-Slice-Beschreibungen;
• Erzeugen eines Ressourcengraphen, der Infrastrukturressourcen darstellende Knoten und Zwischen-Knoten-Verbindungen darstellende Links umfasst, und wobei der Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die zur Bereitstellung des Dienstes erforderlich sind, und wobei das Erzeugen auf Basis einer Network-Slice-Beschreibung des mindestens einen ausgewählten Network-Slice ausgeführt wird;
• Senden des Ressourcengraphen an einen Infrastrukturverwalter zum Mappen einer Topologie der Netzinfrastruktur auf den Ressourcengraphen und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen;
• Empfangen eines Mapping-Ergebnisses, das den mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, von dem Infrastrukturverwalter.
• Manche Ausführungsformen umfassen eines oder mehrere von den folgenden Merkmalen, die separat oder gemeinsam, entweder als Kombination von manchen oder als Kombination von allen genommen werden können:
• - Ressourcenanforderungen einschließlich einer Menge an angeforderten Rechenressourcen, einer Menge an angeforderten Speicherressourcen und einer Menge an angeforderten Ressourcen für Drahtlosübertragungskapazitäten werden den Knoten des Ressourcengraphen zugeordnet; und Ressourcenanforderungen einschließlich einer Bandbreite werden den Links des Ressourcengraphen zugeordnet;
• - die Ressourcenanforderungen innerhalb des Ressourcengraphen sind gleich der Summe von Ressourcenanforderungen der Service Function Chains, die dem mindestens einen Network-Slice zugeordnet sind
• - das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Abrufens von Arbeitslastmustern aus einer Datenbank, und die Ressourcenanforderungen, die den einzelnen Knoten und Links des Ressourcengraphen zugeordnet sind, werden mit den Arbeitslastmustern bestimmt durch Verkleinern der Summe der Ressourcenanforderungen, die den jeweiligen Knoten und Links der Service Function Chains zugeordnet sind, die dem mindestens einen Network-Slice zugeordnet sind;
• - die Ressourcenanforderungen des Ressourcengraphen umfassen zulässige Ressourcenuntergrenzen für Operationen
• - das Verfahren umfasst ferner im Anschluss an das Abrufen eines Mapping-Ergebnisses aus dem Infrastrukturverwalter einen Zuweisungsschritt, um die Netzinfrastrukturressourcen für den Slice des logischen Netzes auf Basis des Untersatzes zuzuweisen.
• - der Zuweisungsschritt umfasst das Durchsuchen des Untersatzes nach einer optimalen Lösung.
• In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Mappen mindestens eines Network-Slice auf eine Netzinfrastruktur an einem Infrastrukturverwalter;
  Empfangen eines Ressourcengraphen von einer Network-Slice-Verwaltungsinstanz, wobei ein Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die für die Bereitstellung eines von dem mindestens einen Network-Slice definierten Dienstes erforderlich sind;
  Abfragen einer Topologie dieser Netzinfrastruktur und von verfügbaren Ressourcen aus einer Datenbank;#
  Mappen der Topologie und der verfügbaren Ressourcen auf den Ressourcengraphen; und Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen;
  Senden eines Mapping-Ergebnisses, das mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, an die Network-Slice-Verwaltungsinstanz;
• Manche Ausführungsformen umfassen eines oder mehrere von den folgenden Merkmalen, die separat oder gemeinsam, entweder als Kombination von manchen oder als Kombination von allen genommen werden können:
• - das Mappen der Topologie und der verfügbaren Ressourcen auf den Ressourcengraphen umfasst das Lösen eines Problems einer gemischt-ganzzahligen linearen Programmierung, MILP, zur Minimierung einer Kostenfunktion, die Gesamtkosten für die Provisionierung des Mapping evaluiert, unter einem Satz von Bedingungen;
• - die Lösung eines MILP-Problems wird für eine Mehrzahl des mindestens einen Slice durchgeführt, wobei die Kostenfunktion die Gesamtkosten (C_total) für die Provisionierung des Mapping dieser Mehrzahl evaluiert;
• - das Verfahren umfasst ferner das Empfangen einer Anfrage, die einen Satz von zuzuweisenden Netzinfrastrukturressourcen enthält, von der Network-Slice-Verwaltungsinstanz;
• In einer Ausführungsform speichert ein computerlesbares Speichermedium Befehle, die bei ihrer Ausführung durch einen Computer den Computer veranlassen, eines oder mehrere von den oben definierten Verfahren durchzuführen.
• In einer Ausführungsform umfasst eine Network-Slice-Verwaltungsinstanz zum Mappen mindestens eines Network-Slice auf eine Netzinfrastruktur:
• eine Einrichtung zum Erhalten einer Dienstanfrage nach einem Network-Slice, wobei die Dienstanfrage Dienstanforderungen definiert;
• eine Einrichtung zum Abfragen von Network-Slice-Beschreibungen aus einer Datenbank und zum Auswählen mindestens eines Network-Slice, der die Dienstanforderungen unterstützt, gemäß den Network-Slice-Beschreibungen;
• eine Einrichtung zum Erzeugen eines Ressourcengraphen, der Infrastrukturressourcen darstellende Knoten und Zwischen-Knoten-Verbindungen darstellende Links umfasst, und wobei der Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die zur Bereitstellung des Dienstes erforderlich sind,
• und wobei das Erzeugen auf Basis einer Network-Slice-Beschreibung des mindestens einen ausgewählten Network-Slice ausgeführt wird;
• eine Einrichtung zum Senden des Ressourcengraphen an einen Infrastrukturverwalter zum Mappen einer Topologie der Netzinfrastruktur auf den Ressourcengraphen und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; und
• eine Einrichtung zum Empfangen eines Mapping-Ergebnisses, das den mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, von dem Infrastrukturverwalter.
• In einer Ausführungsform umfasst ein Infrastrukturverwalter zum Abbilden mindestens eines Slice eines logischen Netzes auf eine Netzinfrastruktur:
• eine Einrichtung zum Empfangen eines Ressourcengraphen von einer Network-Slice-Verwaltungsinstanz, wobei ein Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die für die Bereitstellung eines von dem mindestens einen Network-Slice definierten Dienstes erforderlich sind;
• eine Einrichtung zum Abfragen einer Topologie dieser Netzinfrastruktur und von verfügbaren Ressourcen aus einer Datenbank;
• eine Einrichtung zum Mappen der Topologie und der verfügbaren Ressourcen auf den Ressourcengraphen; und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen;
• eine Einrichtung zum Senden eines Mapping-Ergebnisses, das mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, an die Network-Slice-Verwaltungsinstanz.
• Figurenliste
• Nun werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
• 1 ein Beispiel für ein Ablaufschema mancher hierin beschriebener Ausführungsformen darstellt;
• 2 Beispiele für Slices zeigt, um manche Erklärungen von Ausführungsformen zu erläutern;
• 3 ein Beispiel für einen Algorithmus zum Bestimmen eines SRD-Graphen gemäß Ausführungsformen darstellt;
• 4 ein Beispiel für das Mapping zwischen dem Infrastrukturnetz und dem SRD-Graphen gemäß manchen Ausführungsformen zeigt;
• 5 ein Beispiel eines Algorithmus für den Schritt des Bestimmens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur darstellt;
• 6a, 6b, 6c Ergebnisse eines Beispiels für eine Netzinfrastruktur des Zuweisungsprozesses gemäß Ausführungsformen der Erfindung darstellen.
• 7 eine Einrichtung der SMO- und InM-Funktionen gemäß Ausführungsformen der Erfindung darstellt.
• Ausführliche Beschreibung
• Nun werden Ausführungsbeispiele beschrieben, einschließlich von Verfahren und Vorrichtungen zum Mappen mindestens eines Slice eines logischen Netzes, der einen Satz von Dienstfunktionsketten bzw. Service Function Chains, SFC, umfasst, auf eine Netzinfrastruktur.
• Funktionsblöcke, die bezeichnet sind als „Einrichtung, konfiguriert zur Durchführung...“ (einer bestimmten Funktion) sind als Funktionsblöcke zu verstehen, die eine Schaltung umfassen, die dafür geeignet ist oder dafür konfiguriert ist, eine bestimmte Funktion durchzuführen. Eine Einrichtung, die konfiguriert ist, um eine bestimmte Funktion durchzuführen, impliziert somit nicht, dass eine solche Einrichtung die Funktion (zu einem bestimmten Zeitpunkt) notwendigerweise gerade durchführt. Darüber hinaus kann jede Instanz, die hierin als „Einrichtung“ beschrieben wird, „einem oder mehreren Modulen“, „einem oder mehreren Geräten“, „einer oder mehreren Einheiten“ usw. entsprechen oder als solche(s) implementiert sein. Wenn die Funktionen von einem Prozessor bereitgestellt werden, können sie von einem einzelnen dedizierten Prozessor, einem einzelnen gemeinsam genutzten Prozessor oder von einer Mehrzahl individueller Prozessoren, von denen manche gemeinsam genutzt werden können, bereitgestellt werden. Darüber hinaus soll eine explizite Verwendung des Begriffs „Prozessor“ oder „Steuereinrichtung“ nicht so aufgefasst werden, dass damit ausschließlich Hardware gemeint ist, die in der Lage ist, Software auszuführen, da unter anderem Digitalsignalprozessoren(DSP)-Hardware, ein Netz-Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine im Feld programmierbare Gatteranordnung (FPGA), ein Nur-Lese-Speicher (ROM) zum Speichern von Software, ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und ein nicht-flüchtiger Speicher implizit darin eingeschlossen sein können. Andere Hardware, sei sie nun herkömmlich oder kundenspezifisch, kann ebenfalls eingeschlossen sein. Ihre Funktionen können durch die Operation einer Programmlogik, durch dedizierte Logik, durch die Interaktion von Programmsteuerung und dedizierter Logik oder auch manuell ausgeführt werden, wobei die jeweilige Technik durch den Implementierer auswählbar ist, wie aus dem Kontext deutlicher hervorgehen wird.
• Network-Slicing ist ein Schlüsselmerkmal des Next-Generation-Network. Gemäß einer in 3GPP TR 28.801 gegebenen Definition geht es beim Network-Slicing darum, das Netz/System von einem statischen „Einheitsgrößen“-Paradigma in ein neues Paradigma zu transformieren, wo logische Netze/Partitionen mit angemessener Isolierung, Ressourcen und einer optimierten Topologie erzeugt werden, um einem bestimmten Zweck oder einer bestimmten Dienstkategorie (z.B. Anwendungsfall-/Datenverkehrskategorie oder internen Gründen) oder auch individuellen Kunden zu dienen (logische Systeme, die „auf Abruf“ erzeugt werden). Dies kann durch die Verwendung von NFV (Network Function Virtualization) und SDN (Software Defined Networking) erweitert werden.
• Die 3GPP-Standard-Organisation definiert Aspekte des Lebenszyklus von Network-Slices, insbesondere in Bezug auf NSls (Network-Slice-Instanz), d.h. nachdem die Slices erstellt wurden. Aspekte der Erfindung betreffen aber die Erstellung von Slices vor der Erzeugung einer NSI. Es geht um die Identifizierung und dann Reservierung der Infrastrukturressourcen, bevor Virtual-Network-Function(VNF)-Instanzen, die Bestandteile der Slices sind, genutzt werden.
• 3GPP definiert als Instanzen für die Verwaltung des Network-Slicing NSMF (Networking Slice Management Function) und NSSMF (Network Slice Subnet Management Function), die Verwaltungsdienste für die NSI resp. NSSI bereitstellen. Wenn der Slice Funktionen eines virtuellen Netzes (VNF) oder virtuelle Links enthält, interagiert die NSSMF mit dem NFVO des ETSI-MANO-Standards, um ihr Lebenszyklusmanagement (LCM) abzufragen. NFVO (oder ein anderer relevanter Transportnetzverwalter für einen virtuellen Link) führt die Provisionierung von Infrastrukturressourcen und die Instanziierung/Skalierung/Deletion dieser Funktionen und/oder Links aus.
• In den ETSI-MANO-Standards wird ein NFV-Orchestrator bereitgestellt, um den Lebenszyklus von Netzdiensten in einer virtualisierten Infrastruktur, aber nicht für Network-Slices, zu verwalten.
• Die Bestandteile eines Slice sind im Grunde ein Satz von Funktionen eines virtuellen Netzes und die Links, die diese verbinden, mit einigen Anforderungen hinsichtlich der Ressourcen, um Dienstbedarfen gerecht werden zu können. Wenn ein Slice provisioniert wird, werden die Funktionen des logischen Netzes auf Elemente der Infrastruktur, z.B. ein Netzelement, einen Server oder eine virtuelle Maschine eines Datenzentrums usw. gemappt. Die Verbindungs-Links werden ebenfalls auf die Links des physischen Netzes gemappt. Die Infrastrukturressourcen werden so zugewiesen, dass sie den Anforderungen des Slice genügen.
• Es wurden mehrere Verfahren vorgeschlagen, um dieses technische Problem zu lösen, aber sie sind nicht zufriedenstellend. Genauer basieren sie darauf, eine Kostenfunktion zu formulieren, und das Problem wird als Problem einer ganzzahligen linearen Programmierung (ILP) oder einer gemischt-ganzzahligen linearen Programmierung (MILP) formuliert, die bekanntlich NPkomplex sind. Demgemäß können sie nicht hochskaliert werden, wenn es um reale Netze und reale Slices geht, die eine große Zahl von Elementen und VNFs einschließen.
• Im Gegensatz dazu wird gemäß manchen Ausführungsformen der Erfindung anstelle des Versuchs, die SFCs auf eine Netzarchitektur zu mappen, wobei die VNFs für die Bereitstellung der Dienste verkettet werden, die Netzarchitektur auf eine neue Datenstruktur gemappt, was als Slice Request Demands, SRD, bezeichnet wird, wodurch die Anforderungen dieser SFCs zusammengefasst werden. Das Optimierungsproblem wird daher umgekehrt, und wir können als Ergebnis einen Untersatz der Netzarchitektur erhalten, der auf diese SRD gemappt und für diese SFCs „provisioniert“ wurde.
• Bei diesem Schritt können wir dann sicher sein, dass die SFCs an der Netzarchitektur unter Einhaltung der zugeordneten SLAs genutzt werden können. Demgemäß kann der Tenant des Slice abhängig davon, ob oder ob nicht die Netzinfrastruktur die SLA vollständig garantieren kann, entscheiden, ob oder ob nicht der Slice zugewiesen werden soll.
• Für Zuweisung und Nutzung der einmal gemappten Netzinfrastrukturressourcen für den (mindestens einen) Slice können herkömmliche Verfahren verwendet werden. Jedoch können diese Verfahren an einem begrenzten Untersatz der Netzinfrastruktur, der zuvor provisioniert wurde, genutzt werden, so dass diese Verfahren, einschließlich von MILP-Lösungsverfahren, nicht mit den oben genannten Skalierungsschwierigkeiten konfrontiert werden.
• Ein Slice kann durch einen Satz von Service Function Chains, SFC, gekennzeichnet werden. Jede SFC wird von einem verketteten Satz von Virtual Network Functions (VNF) gebildet. Anforderungen können den VNF ebenso wie den Links, durch die sie verbunden werden, zugeordnet werden. Anforderungen können der Dienstgüte, wie etwa einem angezielten geographischen Versorgungsbereich, einer Zahl von unterstützten verbundenen Geräten, einer E2E-Bandbreite oder einer E2E-Latenz für jedes verbundene Gerät, zugeordnet werden. Zusammen bilden diese Anforderungen eine SLA (Dienstgütevereinbarung), die einen Geschäftsvertrag zwischen dem Betreiber des Slice (MNO) und dem Endkunden oder Mandanten bzw. Tenant formalisiert.
• Gemäß manchen Ausführungsformen der Erfindung wird eine Trennung bereitgestellt zwischen Aspekten, die an einer Slice-Verwaltungsinstanz gehandhabt werden, die auch als Slice-Management und -Orchestrator (SMO) bezeichnet wird, und Aspekten, die an einem Infrastrukturverwalter (InM) gehandhabt werden, wie in 1 und 7 dargestellt.
• Dies ermöglicht geschäftliche Trennungen zwischen Daten, die dem Slice-Betreiber und solchen, die dem Eigentümer der Infrastruktur gehören. Im Allgemeinen kann es sein, dass der Eigentümer der Infrastruktur nicht will, dass Dritte Zugriff auf Daten haben, die seine Infrastruktur betreffen. Auch in großen Unternehmen, die Eigentümer der Netzstruktur sind und die Network-Slicing-Dienste für Kunden bereitstellen, können sie intern so organisiert sein, dass beide Geschäftsaktivitäten nicht einfach alle Informationen gemeinsam nutzen können.
• Außerdem kann es sein, dass der Eigentümer des Slice dem Eigentümer der Netzinfrastruktur keine detaillierten Informationen in Bezug auf den Endkunden und über seine Slicing-Strategie senden will. Ferner kann ein einzelner Slice mehrere Netze einschließen, und demgemäß können mehrere entsprechende Infrastruktureigentümer beteiligt sein.
• Gemäß diesen Ausführungsformen der Erfindung würde die Organisation zwischen einer SMO- und einer InM-Instanzen diese verschiedenen Probleme vollständig lösen, so dass ein Umgang mit benötigten Daten nur lokal stattfände, ohne jegliche Notwendigkeit, sie für Dritte zugänglich zu machen. Genauer müssen nicht alle Daten-Infos offengelegt werden. Der Eigentümer der Infrastruktur könnte einige abstrahierte Informationen über seine provisionierte Ressource, aber nicht sämtliche Details seiner Architektur an der SMO bereitstellen.
• Jedoch sind andere Ausführungsformen möglich, wie beispielsweise die Integrierung der Funktionalitäten der SMO- und InM-Instanzen zu einer einzigen funktionalen Instanz.
• 7 zeigt zwei funktionale Module SMO und InM, die in manchen Ausführungsformen zu einem einzigen System S integriert sein können. Wie aus dem Folgenden hervorgehen wird, können manche Datenbanken SMO DB bzw. InM DB den SMO- und InM-Modulen zugeordnet werden. Beide davon können zu dem System S integriert werden oder als unabhängige Instanzen betrachtet werden. Wiederum kann der Fachmann verschiedene Einrichtungen der Funktionen, insb. der ImM- und SMO-Funktionen ableiten.
• In einem ersten Schritt 1 empfängt die SMO von einem Tenant T eine Dienstanfrage, die mit einer SLA zusammenhängen kann, aber nicht muss, die Dienstanforderungen hinsichtlich von benötigten Ressourcen definiert. Zum Beispiel kann dies eine Anfrage nach einem Slice-Dienst für einen Ultra-HD-Videodienst mit zugeordneter Bitrate und mit einer angeforderten Arbeitslast sein, ausgedrückt in Nutzerzahl und geographischem Versorgungsbereich.
• In einem Schritt 2 fragt die Slice-Verwaltungsinstanz SMO Slice-Beschreibungen aus einer Datenbank ab und wählt gemäß der Slice-Beschreibung mindestens einen Network-Slice aus, der die Dienstanforderungen, wie in der Dienstanfrage spezifiziert, unterstützt. Genauer kann die SMO einen Slice-Katalog aus der SMO-Datenbank SMO DB abrufen und wählt ein Slice-Template gemäß dem von dem Tenant in Schritt 1 angefragten Diensttyp aus. Man kann in diesem Beispiel davon ausgehen, dass ein Slice einem einzigen Diensttyp gewidmet ist, der von einem Satz von SFCs geliefert wird, ohne dass dies der Allgemeingültigkeit Abbruch tut.
• In einem Schritt 3 erzeugt die SMO einen Ressourcengraphen, der auch als „Slice-Resource-Demand“-, SRD-Graph bezeichnet wird. Solch ein Graph ist ein zusammengefasster Graph, der den Satz von Service Function Chains, SFC, des ausgewählten Slice darstellt.
• Dieser Ressourcengraph SRD umfasst Knoten, die Infrastrukturressourcen und Links, die Verbindungen zwischen den Knoten darstellen. Er bildet die Ressourcen ab, die nötig sind, um den Dienst bereitzustellen. Anders ausgedrückt stellen die Knoten des Ressourcengraphen die Knoten dar, die Dienstanforderungen darstellen, die in Infrastrukturressourcen übersetzt sind.
• Die Erzeugung des SRD-Graphen wird auf Basis der Network-Slice-Beschreibung des (mindestens einen) ausgewählten Network-Slice ausgeführt;
• Infolgedessen ist der Ressourcengraph SRD so eingerichtet, dass:
• - jeder Knoten des Ressourcengraphen SRD sämtlichen Fällen ein und derselben Infrastrukturressource entspricht, die durch den ausgewählten Network-Slice in Anspruch genommen wird. Zum Beispiel kann er sämtlichen Fällen einer Funktion innerhalb aller Dienstfunktionsketten des in dem Slice enthaltenen Satzes entsprechen,
• - ebenso jeder Link des Ressourcengraphen sämtlichen Fällen dieser speziellen Verbindung zwischen den Knoten entspricht. Zum Beispiel entspricht er sämtlichen Fällen eines Links zwischen zwei Funktionen innerhalb aller Dienstfunktionsketten dieses Satzes;
• - die Ressource, die sämtlichen Fällen zugeordnet ist, zu dem betreffenden Knoten oder Link des Ressourcengraphen SRD zusammengefasst werden kann. Genauer werden gemäß Ausführungsformen
  • • jedem Knoten des Ressourcengraphen Ressourcenanforderungen auf Basis der Anforderungen zugeordnet, die der entsprechenden Funktion für die einzelnen Service Function Chains des Satzes zugeordnet sind,
  • • jedem Link des Ressourcengraphen Ressourcenanforderungen auf Basis der Ressourcenanforderungen zugeordnet, die dem entsprechenden Link für die einzelnen Service Function Chains zugeordnet sind,
• Man beachte, dass die Knoten der SFCs die Virtual Network Functions, VNFs, darstellen.
• Dieser SRD-Graph ahmt den Graphen von SFCs des ausgewählten Slice nach, fasst aber Knoten (VNF) desselben Typs (d.h. derselben Funktion) zu einem einzigen Knoten zusammen.
• 2 stellt ein Beispiel mit 2 Slices dar:
• - ein erster Slice ist der Erbringung von UHD-Videostreaming-Diensten bei 20 Mbps für 2000 Nutzer gewidmet.
• - ein zweiter Slice ist der Erbringung von HD-Videostreaming-Diensten bei 4 Mbps für 4000 Nutzer gewidmet.
• Diese Slices können mehrere SFC enthalten, die jeweils von 3 verketteten VNFs gebildet werden: einer virtuellen Basisstation BS, einem virtuellen Gateway/einer virtuellen Firewall GW/FW und einem virtuellen Video Optimized Controller VOC. Zum Beispiel kann die Zahl der Ketten der Zahl virtueller Basisstationen gleich sein, die nötig sind, um die angefragte Anzahl von Nutzern und den angefragten Versorgungsbereich zu unterstützen.
• Sämtliche VNF desselben Typs (d.h. derselben Funktion) werden zusammengefasst, um einen SRD-Graphen zu bilden, der die SFCs nachahmt. Demgemäß enthält die SRD ebenfalls 3 Knoten, von denen einer sämtliche BS-Funktionen zusammenfasst, alle sämtliche GW/FW-Funktionen zusammenfasst und einen, der sämtliche VOC-Funktionen zusammenfasst. Ebenso fassen die Links des SRD-Graphen die jeweiligen Links alle zusammen.
• 2 bildet diese beiden Beispiels-Slices ab, jeweils mit den gleichen 3 Knoten BS, GW/FW, VOC und mit Werten, die den Ressourcenanforderungen entsprechen, die den Knoten (in den grauen Spalten) und den Links (über den entsprechenden die Knoten verbindenden Pfeilen) zugeordnet sind.
• Die Ressourcenanforderungen, die den einzelnen Knoten und den einzelnen Links zugeordnet sind, können auf dem Zusammenzählen der jeweiligen Werte der Ressourcenanforderungen der Knoten bzw. Links basieren.
• Zum Beispiel können jedem Knoten des SRD-Graphen 3 Ressourcenanforderungen zugeordnet sein: eine Menge r_c an angeforderten Rechenressourcen, eine Menge r_s an angeforderten Speicherressourcen und eine Menge r_w an angeforderten Ressourcen für Drahtlosübertragungskapazitäten. Diese Werte sind so eingestellt, dass sie den benötigten Datenverkehr für sämtliche Instanzen desselben VNF-Typs in dem Slice bewältigen.
• Ebenso können jedem Link des SRD-Graphen Ressourcenanforderungen zugeordnet sein. Diese Anforderungen können eine Bandbreite, eine Latenz usw. umfassen.
• Gemäß Ausführungsformen der Erfindung können die Anforderungen für den SRD-Graphen auf konservative Weise einfach dadurch eingestellt werden, dass sie genauso groß sind wie die zusammengefassten Ressourcenanforderungen, die jeweiligen Knoten und Links für sämtliche SFC des Network-Slice zugeordnet sind. Anders ausgedrückt ist jeder Wert eine Summe der Werte der entsprechenden Ressourcenanforderungen der SFC-Knoten oder - Links.
• Gemäß einem solchen Ansatz ist der SRD-Graph so bemessen, dass er die Spitzenaktivität jeder SFC unterstützt (da er die Situation provisioniert, in der jede Anforderung für jede SFC zur selben Zeit erfüllt werden muss).
• Gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung wird bei der Bestimmung der Ressourcenanforderungen auch die Tatsache berücksichtigt, dass die Spitzenaktivitäten nicht in jedem Teil der verschiedenen SFCs eines Slice gleichzeitig und kontinuierlich erreicht werden. Dieser Ansatz kann Nutzungskoeffizienten nutzen, die von auf MNO-Erfahrungen basierenden Schätzwerten der durchschnittlichen Ressourcennutzung für jede VNF einer SFC auf Basis von Nutzermobilität und Dienstnutzungsmustern abgeleitet werden. Diese Daten können aus der SMO DB abgerufen werden, Schritt 2a, die Arbeitslastmuster enthalten kann. Die SMO-Datenbank SMO DB kann mit analytischen Tools bestückt sein, die dafür geeignet sind, den Datenverkehr und den Ressourcenverbrauch mit den Infrastrukturnetzen zu analysieren und daraus einige Vorhersagemodelle oder Muster herzuleiten.
• Diese Arbeitslastmuster können dann verwendet werden, um Ressourcenanforderungen des SRD-Graphen (d.h. einschließlich von Ressourcenanforderungen von Knoten und Links) zu bestimmen.
• Zum Beispiel kann man annehmen, dass eine einzelne SFC die Provisionierung von höchstens 0,1 CPU für ein virtuelles DNS erfordert. Betrachtet man einen Slice mit 1200 ähnlichen SFCs, dann sollten 12 CPU-Ressourcen provisioniert werden, um den DNS-Server zu implementieren. Infolgedessen benötigt das virtuelle DNS 6 Server mit zwei CPUs. Nimmt man aber an, dass eine einzelne SFC für ein DNS durchschnittlich 0,1 CPU über 1 % der Zeit verbraucht, dann verringert sich die Gesamt-CPU-Nutzung auf 1,2 CPU, und daher braucht man nur einen einzigen Server mit zwei CPUs, um den gesamte Datenverkehr zu bewältigen.
• Da die SFCs an den Knoten und Links der provisionierten Infrastruktur genutzt werden, sollte jeder Knoten, dessen Ressourcen (zumindest) zum Teil provisioniert wurden, in der Lage sein, einige VNFs zu hosten. Ebenso sollte jeder Link ausreichend Bandbreite aufweisen, um Daten zwischen zwei VNFs zu transportieren. Infolgedessen wird gemäß manchen Ausführungsformen der Erfindung den einzelnen Knoten und Links, die an der Provisionierung beteiligt sind, auch ein Minimum an Ressourcen auferlegt, die für die Operation benötigt werden.
• Diese Mindestressourcenanforderungen werden für die Verarbeitungsressourcenanforderungen, die Speicherressourcenanforderungen bzw. die Ressourcenanforderungen für Drahtlosübertragungskapazitäten mit r _p , r _s , r _w bezeichnet.
• Kurz gesagt werden gemäß manchen Ausführungsformen der Erfindung SRD-Knoten mit Ressourcenanforderungen in Bezug auf Verarbeitung, Speicherung und Bandbreite verknüpft, die zusätzlich zulässige Ressourcenuntergrenzen r _p , r _s , r _w für die Operationen der Infrastrukturknoten umfassen.
• Der SRD-Graph stellt dann die Ressourcen dar, die von dem Slice (nach der Definition jeder seiner SFCs) in Bezug auf die von dem Tenant bereitgestellte SLA benötigt werden. Demgemäß stellt ein Mapping der Netzinfrastruktur auf den mit den (von der SLA abgeleiteten) Ressourcenanforderungen ausgefüllten SRD-Graphen sicher, dass die SLA durch eine tatsächliche Nutzung oder Zuweisung auf Basis dieses Mapping eingehalten wird.
• 3 stellt einen Beispielsalgorithmus für die Bestimmung eines SRD-Graphen unter Verwendung einer Arbeitslastdatenbank WL dar. In diesem Algorithmus bezeichnen u, v SRD-Knoten, und uv stellt einen Link zwischen Knoten des gebildeten SRD-Graphen dar.
• Nachdem der SRD-Graph erstellt wurde, wird in Schritt 4 in 1 eine Anfrage, die diesen SRD-Graphen enthält und die eine Vorab-Provisionierung des diesem SRD-Graphen entsprechenden Slice verlangt, von dem SMO-Modul an das InM-Modul gesendet.
• Bei Empfang dieser Anfrage ruft der Infrastrukturverwalter InM aus der Infrastrukturverwalter-Datenbank Daten ab, Schritt 5, wobei dies Daten, welche die Ressourcen und die Topologie betreffen, und Daten, welche die Kosten der Infrastrukturknoten und -links betreffen, umfasst. Insbesondere wird eine Darstellung der Infrastrukturtopologie abgerufen. Außerdem kann auch die Menge an verfügbaren Ressourcen abgerufen werden (d.h. die verbliebene Menge an Ressourcen, die durch Slices, die zuvor zugewiesen wurden, oder andere gleichzeitig ablaufende Dienste beeinflusst wird).
• Im Schritt 6 bestimmt der Infrastrukturverwalter InM einen Untersatz der Netzinfrastruktur für die Nutzung oder Provisionierung des Network-Slice durch Mappen eines Topologiegraphen, der diese Netzinfrastruktur darstellt, auf den SRD-Graphen.
• Man beachte, dass zwar bei den meisten Lösungen, die im Stand der Technik beschrieben sind, versucht wird, jede VNF auf genau einen Knoten der Infrastruktur zu mappen, aber gemäß Aspekten der Erfindung im Gegensatz dazu danach gestrebt wird, mehrere Infrastrukturknoten in die SRD zu mappen. Demgemäß wird eine neue Formulierung des Problems vorgeschlagen, die zu der aus dem Stand der Technik bekannten fast umgekehrt ist.
• Dieses Problem kann ferner als Optimierungsproblem formuliert werden, das auf die Minimierung der Kosten für die verwendete Infrastruktur abzielt und dabei einen Satz von Bedingungen in Bezug auf die Verfügbarkeit von Infrastrukturressourcen und eine SLA einhält. Ein solches Problem kann anhand eines Mixed-Integer-Linear-Programming(MILP)-Solvers gelöst werden.
• Mixed-Integer-Linear- bzw. gemischt-ganzzahlige lineare Programmierung ist ein mathematisches Optimierungs- oder Machbarkeitsprogramm, das dem Fachmann bekannt ist. Grundlagen dazu finden sich auf der einschlägigen Wikipedia-Seite:
  https://en.wikipedia.org/wiki/lnteger_programming
• Es stehen mehrere Tools und Programme zur Verfügung, die verwendet werden können, beispielsweise:
  https://support.sas.com/rnd/app/or/procedures/milp.html
• Man bezeichnet mit c_d(v) die Kosten für den Einsatz der VNF v an der Infrastruktur. Das Ziel besteht dann darin, die Gesamtkosten für die Nutzung eines Satzes von Slices zu minimieren.
• Um dieses Problem der Vorab-Provisionierung von Ressourcen zu lösen, führen wir den Satz von Variablen Φ_n, Φ_e, $\widetilde{{\mathrm{\Phi }}_n},$

  

  und κ_n ein, Wobei
• -
  
  den Anteil oder die Ressourcen des Typs n (d.h. entweder „c“, „s“ oder „w“, was Berechnung, Speicherung bzw. drahtloser Übertragung entspricht), die an dem physischen Knoten i∈
  
  provisioniert werden, für den virtuellen Knoten
  
  des Slice σ darstellt, wobei
  
  den Infrastrukturtopologiegraphen darstellt und
  
  den Satz aller SRD-Knoten in dem Slice σ des Satzes von Slices S darstellt;
• - ${\mathrm{\Phi }}_e={\left\{{\varphi }_e^{\sigma }\left(ij,vw\right)\right\}}_{ij\in {\epsilon }_s,vw\in {\epsilon }_v^{\sigma },\sigma \in S}$
  
  den Bandbreitenanteil des physischen Links ij ∈ ε_s darstellt, der an dem virtuellen Link $vw\in {\epsilon }_v^{\sigma }$
  
  des Slice σ des Satzes von Slices S provisioniert wird, und wobei ε_s der Satz von Infrastruktur-Links ist und ${\epsilon }_v^{\sigma }$
  
  den Satz sämtlicher SRD-Links in dem Slice σ darstellt.
• Φ_n und Φ_e sind beides Sätze von nicht-negativen realen Variablen im Bereich von 0 bis 1. Wenn eine der Variablen gleich null ist, bedeutet dies, dass kein Mapping zwischen der Infrastruktur und dem SRD-Knoten oder -Link stattfindet.
• Der Satz einer binären Variablen

  

  enthält Knoten-Mapping-Hinweise, d.h. $\{\begin{array}{cc}\widetilde{{\varphi }_n^{\sigma }}\left(i,v\right)=1if& {\varphi }_n^{\sigma }\left(i,v\right)>0\\ \widetilde{{\varphi }_n^{\sigma }}\left(i,v\right)=0& andernfalls\end{array}$

  
• Diese Variablen werden verwendet, um zu bestimmen, ob Infrastrukturknoten für manche SRD-Knoten provisionierte Ressourcen aufweisen.
• Der Satz von ganzzahligen Variablen

  

  wird für die sechste Bedingung verwendet, die sicherstellt, dass eine ausreichende Menge an Ressourcen provisioniert werden soll, um die Mindestressourcenanforderung (d.h. die Ressourcenanforderung einer einzigen SFC) anzupassen.
• Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird die Vorab-Provisionierung für einen einzigen Slice vorgenommen. Sobald mehrere Slices vorab provisioniert werden müssen, können sie aufeinanderfolgend, einer nach dem anderen, abgearbeitet werden.
• Ab jetzt wird der obere Index σ weggelassen, um die Übersichtlichkeit der Notationen zu verbessern.
• Die Provisionierungs-Gesamtkosten c_total können definiert werden als

  
• Die ersten Terme stellen die Kosten der Nutzung von VNFs in Infrastrukturknoten dar.
• Die zweiten und dritten Terme stellen die jeweiligen Kosten für die Pachtung von Ressourcen von Infrastrukturknoten und -Links dar.
• Die Minimierung der Gesamtkosten $c_{total}\left(\widetilde{{\mathrm{\Phi }}_n},{\mathrm{\Phi }}_n,{\mathrm{\Phi }}_e\right)$

  

  muss unter Beachtung eines Satzes von Bedingungen vorgenommen werden, der umfasst:
• Bedingung 1: Knotenressourcen reichen aus
• Bedingung 2: Knotenressourcenbedingung
• Bedingung 3: Link-Ressourcen-Bedingung
• Bedingung 4: Beziehung zwischen Variablen
• Bedingung 5: Knoten-Mapping-Begrenzung
• Bedingung 6: Mindestressourcenanforderung
• Bedingung 7: Proportionalität von Ressourcen
• Bedingung 8: Verlaufsaufrechterhaltung
• Die erste Bedingung besteht darin, dass die Ressourcen, die von sämtlichen auf einen SRD-Knoten v gemappten Infrastrukturknoten i∈N_s bereitgestellt werden, dessen Ressourcenbedarf erfüllen sollen. Diese erste Bedingung kann Folgendermaßen ausgedrückt werden:
• 
• Da die Anteile an Ressourcen, die von einem gegebenen Infrastrukturknoten I provisioniert werden, nicht größer sein können als eins, kann eine zweite Bedingung folgendermaßen geschrieben werden:
• 
• Ebenso können die Anteile an Ressourcen, die von einem gegebenen Infrastruktur-Link ij bereitgestellt werden, nicht größer sein als eins. Infolgedessen kann eine dritte Bedingung folgendermaßen geschrieben werden:
• $${\displaystyle {\sum }_{vw\in {\epsilon }_v}{\varphi }_e\left(ij,vw\right)}\le \mathrm{1,}\forall i\in {\epsilon }_s$$

  
• Die Elemente $\widetilde{{\varphi }_n}\left(i,v\right)$

  

  von $\widetilde{{\mathrm{\Phi }}_n}$

  

  sind so, dass $\widetilde{{\varphi }_n^{\sigma }}\left(i,v\right)=1$

  

  if ${\varphi }_n^{\sigma }\left(i,v\right)>0$

  

  (siehe oben). Die Beziehung zwischen ${\varphi }_n^{\sigma }\left(i,v\right)$

  

  und $\widetilde{{\varphi }_n^{\sigma }}\left(i,v\right)$

  

  ist nicht linear. Um dieses Problem zu lösen, können beide Größen mit den folgenden linearen Bedingungen kombiniert werden:
• 
• Man kann ferner auferlegen, dass kein Infrastrukturknoten

  

  Ressourcen für mehr als einen einzigen SRD-Knoten eines gegebenen Slice provisionieren kann. Dies erhöht die Robustheit gegenüber einem Ausfall eines Infrastrukturknotens und kann in die fünfte Bedingung übersetzt werden:
• 
• Die Menge an Ressourcen, die von einem gegebenen Infrastrukturknoten i bereitgestellt wird, wenn dieser auf einen SRD-Knoten v gemappt wird, muss exakt ein ganzzahliges Vielfaches der Mindestressourcenanforderung seinr _n . Dies stellt sicher, dass genügend Ressourcen provisioniert werden, um für eine oder mehrere mindestens angeforderte VNF-Ressourcen zu fitten.
• Diese sechste Bedingung kann Folgendermaßen formuliert werden:
• 
• Darüber hinaus muss die Provisionierung von Ressourcen für Infrastrukturknoten und -Links auf ausgewogene Weise, konsistent mit dem SRD-Graphen durchgeführt werden. Wenn ein Infrastrukturknoten für den Slice provisioniert wird, müssen die Anteile der Mengen an Rechen-, Speicher- und Drahtlosübertragungskapazität denen der entsprechenden Ressourcen des SRD-Knotens gleich sein.
• Wir können ferner annehmen, dass jeder SRD-Knoten Rechen- und Speicherressourcen benötigt, d.h. rc(v)>0 und rs(v)>0, ∀v∈N_v, während nur bestimmte Knoten eine Drahtlosübertragungskapazität benötigen. Anders ausgedrückt spielen diese Ressourcen jeweils unterschiedliche Rollen. Eine Bedingung, die verlangt, dass Knotenressourcen proportional sein müssen, (Bedingung 7) kann dann folgendermaßen geschrieben werden:

  

  und

  
• Diese Bedingungen stellen sicher, dass der Infrastrukturknoten I die gleichen Anteile an Speicher-, Rechen- und möglicherweise Drahtlosübertragungsressourcen für den SRD-Knoten v provisionieren muss. Man beachte, dass somit eine unausgeglichene Provisionierung von Ressourcen vermieden wird.
• Schließlich müssen auch einige Verlaufsaufrechterhaltungsbedingungen erfüllt werden, wenn Ressourcen auf dem Infrastruktur-Link ij für den SRD-Link vw provisioniert werden. Das heißt, für jeden Link vw∈ε_v muss es eine kontinuierliche Verbindung zwischen jedem Paar von Infrastrukturknoten geben, das auf das Paar (v, w) von SRD-Knoten gemappt wird.
• Der Anteil der Ressourcen in dem Verlauf des SRD-Link vw, der in/aus einem Infrastrukturknoten, der auf v oder w gemappt wurde, hinein-/herausläuft, muss dem Anteil jeder Ressource gleich sein, die von diesem Knoten an v oder w provisioniert wird.
• Betrachtet man nur die Rechenressource, so kann diese achte Bedingung folgendermaßen formuliert werden:
• 
• Die Konsistenz mit anderen provisionierten Ressourcen wird durch die vorangehenden Gleichungen in Bezug auf die Bedingungen, die verlangen, dass die Proportionalität der Knotenressourcen eingehalten werden muss, sichergestellt.
• In dem in 4 dargestellten Beispiel muss ein Mapping zwischen dem Infrastruktur-Link ij und dem SRD-Link vw und zwischen den Infrastrukturknoten I und j und den SRD-Knoten v und w gefunden werden. Die vorangehende Bedingung führt zu $$\frac{6}{10}{\varphi }_e\left(ij,vw\right)-0=\frac{5}{10}{\varphi }_n\left(i,v\right)-0$$

  
• Da 0 ≤ Φ_n(i,v), Φ_e(ij, vw) ≤ 1, und um die gesamten Provisionierungskosten abhängig von Φ_n (i,v) und Φ_e (ij, vw) zu minimieren, erhält man Φ_e (ij, vw)=5/6 und ${\varphi }_n\left(i,v\right)=\frac{1}{2}.$

  

  Ebenso Φ_n (j, w) = 5/8. Die Proposition von Ressourcen für provisionierte Infrastrukturknoten und -Links sind dann konsistent mit den Anteilen des Ressourcenbedarfs von Knoten und Links.
• Schließlich besteht das Ressourcenprovisionierungsproblem darin, Folgendes zu finden:
• $\left(\overline{\overline{{\mathrm{\Phi }}_n}},\widehat{{\mathrm{\Phi }}_n},\widehat{{\mathrm{\Phi }}_e}\right)=argmin{c}_{total}\left(\widetilde{{\mathrm{\Phi }}_n},{\mathrm{\Phi }}_n,{\mathrm{\Phi }}_e\right),$

  

  unter den oben beschriebenen Bedingungen. Ein solches Problem ist ein Mixed-Integer-Linear-Programming(MILP)-Problem, das somit mit Techniken und Tools, die in der Technik bekannt sind, gelöst werden kann.
• Gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung kann eine Mehrzahl von Slices in ein und derselben Verarbeitung vorab reserviert werden.
• Wenn eine Vorab-Provisionierung für mehrere SRD-Graphen für Slices mit

  

  Indexen σ ∈ S durchgeführt werden muss, wird die Zielfunktion zu:
• Die für die Ausführungsformen mit nur einem Slice beschriebenen Bedingungen werden so angepasst, dass alle Slices berücksichtigt werden, σ ∈ S.
• 5 zeigt ein High-Level-Organigramm möglicher Ausführungsformen dieses Schrittes 6, in dem ein Untersatz der Netzinfrastruktur bestimmt wird.
• Als Ergebnis dieses Schrittes 6 werden ein Untersatz der Infrastrukturtopologie (Knoten und Links) mit den jeweiligen Mangen an Ressourcen hinsichtlich Rechen-, Speicher- und Drahtlosübertragungskapazität sowie die Link-Bandbreite bestimmt, die der Netzinfrastruktur zugewiesen werden müsste, um die SRD zu erfüllen, die dem Slice entspricht, der als Reaktion auf die ursprüngliche Dienstanfrage ausgewählt wurde. Dieses Ergebnis kann als «Ressourcenprovisionierungsgraph» bezeichnet werden.
• Gemäß Ausführungsformen der Erfindung aktualisiert der Infrastrukturverwalter InM in einem Schritt 7 die Infrastrukturverwalter-Datenbank durch Vorab-Reservierung der von dem Ressourcenprovisionierungsgraphen identifizierten Ressourcen in der Datenbank. Dadurch ist es möglich, folgende Anfragen abzuarbeiten und dabei die bereits vorab-reservierten Slices zu berücksichtigen.
• Dieser Ressourcenprovisionierungsgraph kann dann an die SMO gesendet werden, Schritt 8.
• Die SMO kann dann die SMO-Datenbank SMO DB entsprechend aktualisieren, Schritt 9.
• Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann ein Zuweisungsschritt 10 (oder „Einbettungs“-Schritt) installiert werden, um die Netzinfrastrukturressourcen für die Nutzung des Slice tatsächlich zuzuweisen.
• Es sind mehrere Implementierungen möglich, um diese tatsächliche Zuweisung zu verwirklichen. Manche im Stand der Technik bekannte Lösungen können auf der Basis des Untersatzes der Netzinfrastrukturtopologie, die durch den Mapping-Schritt 6 geliefert wurde, verwendet werden, und insbesondere solche, die auf die Bestimmung optimaler Lösungen abzielen und von denen man weiß, dass sie ein NP-komplexes Problem lösen können und in manchen realen Situationen ineffizient sind. In der Tat die Datenmenge, an der die optimale Lösung dramatisch reduziert wurde, herunter auf die Netztopologie, die von dem Ressourcenprovisionierungsgraphen definiert wird, der von dem Infrastrukturverwalter InM gesendet wurde.
• Lösungen des Standes der Technik können diejenigen einschließen, die beschrieben sind in:
• - R. Riggio, A. Bradai, D. Harutyunyan, T. Rasheed und T. Ahmed, „Scheduling Wireless Virtual Networks Functions" in IEEE Transactions on Network and Service Management, Bd. 13, Nr. 12, S. 240-252, 2016;
• - N. Buten, R. Mijumbi, J. Serrat, J. Famaey, S. Latre und F. De Turck, « Semantically Enhanced Mapping Algorithm for Affinity-Constrained Service Function Chain Requests », IEEE Transactions on Network and Service Management, Bd. 14, Nr. 2, S. 317-331, 2017.
• Die tatsächliche Zuweisung der Ressourcen kann durch den Infrastrukturverwalter ImM nach dem Empfang der aus der SMO empfangenen Anfrage von Schritt 11, die den Satz von zuzuweisenden Netzelementen (d.h. Knoten und Links) enthält, mit entsprechenden Mengen an Ressourcen (n = c, s, w) durchgeführt werden. Nach der tatsächlichen Zuweisung kann der Infrastrukturverwalter ImM eine Meldung an die SMO zurückschicken, die diese tatsächliche Zuweisung bestätigt, Schritt 12. Die SMO kann dann dem anfragenden Tenant garantieren, dass der Slice unter Einhaltung der bereitgestellten SLA zugewiesen wurde.
• 6a, 6b, 6c zeigen Ergebnisse eines Beispiels für eine Netzinfrastruktur des Zuweisungsprozesses. Alle Figuren zeigen die gleiche Netzinfrastruktur, die von Knoten (Punkten) und diese verbindenden Links (Linienabschnitten) gebildet wird.
• 6a zeigt zwei SFCs, die auf die Netzinfrastruktur gemappt wurden. Die Figur geht davon aus, dass ein Slice aus diesen 2 SFCs gebildet wird, und zeigt den Prozess des Mappings eines Slice auf die Infrastruktur Dieses vereinfachte Beispiel zeigt das Ergebnis der Suche nach der besten Einrichtung der SFC unter den Infrastrukturknoten und -Links.
• 6b zeigt ein Ergebnis, das von einer Ausführungsformen des oben erläuterten Mapping-Verfahrens bereitgestellt wird. Ein Untersatz der gesamten Netztopologie, der den Ressourcenprovisionierungsgraphen darstellt, der von der SMO bestimmt wird, ist fett dargestellt.
• 6c zeigt, wie was mit Algorithmen, die denen ähnlich sind, die für 6a verwendet wurden, mit dem verringerten Datensatz von 6b herauskommt. In der Tat wird hier gezeigt, dass für beide SFC die gleichen Zuweisungen gefunden werden, aber viel weniger Daten verarbeitet und infolgedessen höhere Grade an Rechenleistung erreicht werden.
• Zum Beispiel braucht bei einer Nutzung von 5 SFCs an einer kleinen Netzinfrastruktur (z.B. einem Netz auf Basis einer Fat-Tree-Topologie mit 18 Knoten und 40 Links) ein herkömmliches Verfahren 11,33 Sekunden für die Zuweisung, während Ausführungsformen der Erfindung nur 5,90 Sekunden brauchen. Für die Nutzung von 25 SFC an einer größeren Infrastruktur mit 36 Knoten und 96 Links braucht das letztgenannte Verfahren 62,10 Sekunden, während das erstgenannte 525,63 Sekunden braucht. Die Differenz der Rechenzeit ist umso größer, je größer das Netz ist.
• Man beachte, dass die hierin abgebildeten und beschriebenen Funktionen in Software implementiert werden können (z.B. über die Implementierung von Software an einem oder mehreren Prozessoren zur Ausführung an einem Universalcomputer (z.B. über die Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren), um einen zweckgebundenen Computer zu implementieren, oder dergleichen) und/oder in Hardware implementiert werden können (z.B. unter Verwendung eines Universalcomputers, einer oder mehrerer anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASIC) und/oder irgendwelcher anderer Hardware-Äquivalente).
• Eine weitere Ausführungsform ist ein Computerprogrammprodukt, das ein computerlesbares Speichermedium mit darin verkörpertem computerlesbarem Programmcode umfasst, wobei der computerlesbare Programmcode dafür konfiguriert ist, eines der oben genannten Verfahren zu implementieren, wenn er in einen Computer, einen Prozessor oder eine programmierbare Hardware-Komponente geladen wird. In manchen Ausführungsformen ist das computerlesbare Speichermedium nicht-flüchtig.
• Ein Fachmann wird ohne weiteres erkennen, dass Schritte der verschiedenen oben beschriebenen Verfahren von programmierten Computern durchgeführt werden können. Hierin sollen sich manche Ausführungsformen auch auf Programmspeichervorrichtungen erstrecken, z.B. digitale Datenspeichermedien, die maschinen- oder computerlesbar sind und die maschinenausführbare oder computerausführbare Programme aus Befehlen kodieren, wobei diese Befehle manche oder alle von den hierin beschriebenen Verfahrensschritten durchführen. Die Programmspeichervorrichtungen können z.B. digitale Speicher, magnetische Speichermedien wie etwa Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare digitale Datenspeichermedien sein. Die Ausführungsformen sollen sich auch auf Computer erstrecken, die dafür programmiert sind, diese hierin beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen, oder (im Feld) programmierbare Gatteranordnungen ((F)PGAs), die dafür programmiert sind, diese Schritte der oben beschriebenen Verfahren durchzuführen.
• Der Fachmann wird wissen, dass alle Blockdiagramme hierin Konzeptansichten von Schaltungen, von denen die Prinzipien der Erfindung verkörpert werden, darstellen und der Erläuterungen dienen sollen. Ebenso sei klargestellt, dass alle Ablaufschemata, Ablaufdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudocodes und dergleichen verschiedene Prozesse darstellen, die im Wesentlichen durch ein computerlesbares Medium dargestellt werden können und daher von einem Computer oder Prozessor ausgeführt werden, unabhängig davon, ob solch ein Computer oder Prozessor explizit gezeigt ist.
• Auch wenn Aspekte der vorliegenden Offenbarung konkret gezeigt und unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungsformen beschrieben wurden, weiß der Fachmann, dass durch die Modifikation der offenbarten Maschinen, Systeme und Verfahren, ohne von dem Bereich der Offenbarung abzuweichen, verschiedene zusätzliche Ausführungsformen in Betracht kommen können. Es sei klargestellt, dass solche Ausführungsformen im Bereich der vorliegenden Offenbarung liegen, der auf Basis der Ansprüche und etwaiger Äquivalente davon bestimmt wird.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• R. Riggio, A. Bradai, D. Harutyunyan, T. Rasheed und T. Ahmed, „Scheduling Wireless Virtual Networks Functions“ in IEEE Transactions on Network and Service Management, Bd. 13, Nr. 12, S. 240-252, 2016 [0106]
• N. Buten, R. Mijumbi, J. Serrat, J. Famaey, S. Latre und F. De Turck, « Semantically Enhanced Mapping Algorithm for Affinity-Constrained Service Function Chain Requests », IEEE Transactions on Network and Service Management, Bd. 14, Nr. 2, S. 317-331, 2017 [0106]

Claims (25)

1. Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) zum Mappen mindestens eines Network-Slice (σ) auf eine Netzinfrastruktur, eine Einrichtung umfassend, die für Folgendes konfiguriert ist: Erhalten (1) einer Dienstanfrage nach einem Network-Slice, wobei die Dienstanfrage Dienstanforderungen definiert; Abfragen (2) von Network-Slice-Beschreibungen aus einer Datenbank (SMO DB) und Auswählen mindestens eines Network-Slice, der die Dienstanforderungen unterstützt, gemäß den Network-Slice-Beschreibungen; Erzeugen (3) eines Ressourcengraphen, der Infrastrukturressourcen darstellende Knoten und Zwischen-Knoten-Verbindungen darstellende Links umfasst, und wobei der Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die zur Bereitstellung des Dienstes erforderlich sind, und wobei das Erzeugen auf Basis einer Network-Slice-Beschreibung des mindestens einen ausgewählten Network-Slice ausgeführt wird; Senden (4) des Ressourcengraphen an einen Infrastrukturverwalter (InM) zum Mappen (6) einer Topologie der Netzinfrastruktur auf den Ressourcengraphen und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; und Empfangen (8) eines Mapping-Ergebnisses, das den mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, von dem Infrastrukturverwalter (InM).
2. Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) gemäß dem vorangehenden Anspruch, die dafür geeignet ist, Ressourcenanforderungen zuzuordnen, einschließlich einer Menge an angeforderten Rechenressourcen, einer Menge an angeforderten Speicherressourcen und einer Menge an angeforderten Ressourcen für Drahtlosübertragungskapazitäten an die Knoten des Ressourcengraphen; und einschließlich einer Bandbreite an die Links des Ressourcengraphen.
3. Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die dafür geeignet ist, Arbeitslastmuster aus einer Datenbank (SMO DB) abzurufen und mittels der Arbeitslastmuster durch Mitigieren der Summe der Ressourcenanforderungen, die den jeweiligen Knoten und Links der Dienstfunktionsverketten zugeordnet sind, die dem mindestens einen Network-Slice zugeordnet sind, die Ressourcenanforderungen zu bestimmen, die den einzelnen Knoten und Links des Ressourcengraphen zugeordnet sind.
4. Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner dafür geeignet ist, durch Suchen einer optimalen Lösung in dem von dem provisionierten Ressourcengraphen bestimmten Untersatz die Netzinfrastrukturressourcen für einen Slice des logischen Netzes zuzuweisen.
5. Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung umfasst: mindestens einen Prozessor; und mindestens einen Speicher, der Computerprogrammcode enthält, wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dafür konfiguriert sind, mit dem mindestens einen Prozessor die Durchführung der Vorrichtung zu veranlassen.
6. Infrastrukturverwalter (InM) zum Mappen mindestens eines Slice eines logischen Netzes auf eine Netzinfrastruktur, der eine Einrichtung umfasst, die für Folgendes konfiguriert ist: Empfangen (4) eines Ressourcengraphen von einer Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO), wobei ein Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die für die Bereitstellung eines von dem mindestens einen Network-Slice definierten Dienstes erforderlich sind; Abfragen (5) einer Topologie dieser Netzinfrastruktur und von verfügbaren Ressourcen von einer Datenbank (InM DB); Mappen (6) der Topologie und der verfügbaren Ressourcen auf den Ressourcengraphen; und Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dazu geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; Senden (8) eines Mapping-Ergebnisses, das mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, an die Network-Slice-Verwaltungsinstanz.
7. Infrastrukturverwalter (InM) nach dem vorangehenden Anspruch, der ferner dafür konfiguriert ist, die Topologie und die verfügbaren Ressourcen unter einem Satz von Bedingungen auf den Ressourcengraphen zu mappen, durch Lösen eines Problems einer gemischt-ganzzahligen linearen Programmierung, MILP, zur Minimierung einer Kostenfunktion, um die Gesamtkosten (c_total) für die Provisionierung des Mapping zu evaluieren.
8. Infrastrukturverwalter (InM) nach dem vorangehenden Anspruch, der ferner dafür geeignet ist, das Lösen eines MILP-Problems für eine Mehrzahl von dem mindestens einen Slice durchzuführen, wobei die Kostenfunktion die Gesamtkosten (c_total) für die Provisionierung des Mapping dieser Mehrzahl evaluiert.
9. Infrastrukturverwalter (InM) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, der ferner dafür geeignet ist, von der Network-Slice-Verwaltungsinstanz eine Anfrage zu empfangen (11), die einen Satz von zuzuweisenden Netzinfrastrukturressourcen enthält.
10. Infrastrukturverwalter (InM) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Einrichtung umfasst: mindestens einen Prozessor; und mindestens einen Speicher, der Computerprogrammcode enthält, wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dafür konfiguriert sind, mit dem mindestens einen Prozessor die Durchführung der Vorrichtung zu veranlassen.
11. System (S) zum Mappen mindestens eines Network-Slice auf eine Netzinfrastruktur, das zumindest Folgendes umfasst: eine Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und einen Infrastrukturverwalter (InM) nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
12. Verfahren an einer Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) zum Mappen mindestens eines Network-Slice auf eine Netzinfrastruktur, umfassend: Erhalten (1) einer Dienstanfrage nach einem Network-Slice, wobei die Dienstanfrage Dienstanforderungen definiert; Abfragen (2) von Network-Slice-Beschreibungen aus einer Datenbank (SMO DB) und Auswählen mindestens eines Network-Slice, der die Dienstanforderungen unterstützt, gemäß den Network-Slice-Beschreibungen; Erzeugen (3) eines Ressourcengraphen, der Infrastrukturressourcen darstellende Knoten und Zwischen-Knoten-Verbindungen darstellende Links umfasst, und wobei der Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die zur Bereitstellung des Dienstes erforderlich sind, und wobei das Erzeugen auf Basis einer Network-Slice-Beschreibung des mindestens einen ausgewählten Network-Slice ausgeführt wird; Senden (4) des Ressourcengraphen an einen Infrastrukturverwalter (InM) zum Mappen (6) einer Topologie der Netzinfrastruktur auf den Ressourcengraphen und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; Empfangen (8) eines Mapping-Ergebnisses, das den mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, von dem Infrastrukturverwalter (InM).
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Ressourcenanforderungen einschließlich einer Menge an angeforderten Rechenressourcen, einer Menge an angeforderten Speicherressourcen und einer Menge an angeforderten Ressourcen für Drahtlosübertragungskapazitäten den Knoten des Ressourcengraphen zugeordnet werden; und Ressourcenanforderungen einschließlich einer Bandbreite den Links des Ressourcengraphen zugeordnet werden;
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Ressourcenanforderungen innerhalb des Ressourcengraphen genau so groß sind wie die Summe von Ressourcenanforderungen der Service Function Chains, die dem mindestens einen Network-Slice zugeordnet sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, ferner umfassend: einen Schritt (2a) des Abrufens von Arbeitslastmustern aus einer Datenbank (SMO DB) und wobei die Ressourcenanforderungen, die den einzelnen Knoten und Links des Ressourcengraphen zugeordnet sind, mit den Arbeitslastmuster bestimmt werden durch Verkleinern der Summe der Ressourcenanforderungen, die den jeweiligen Knoten und Links der Service Function Chains zugeordnet sind, die dem mindestens einen Network-Slice zugeordnet sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Ressourcenanforderungen des Ressourcengraphen zulässige Ressourcenuntergrenzen für Operationen umfassen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei im Anschluss an das Abrufen (8) eines Mapping-Ergebnisses aus dem Infrastrukturverwalter (InM) ein Zuweisungsschritt (10) durchgeführt wird, um die Netzinfrastrukturressourcen für den Slice des logischen Netzes auf Basis des Untersatzes zuzuweisen.
18. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei der Zuweisungsschritt das Durchsuchen des Untersatzes nach einer optimalen Lösung umfasst.
19. Verfahren an einem Infrastrukturverwalter (InM) zum Mappen mindestens eines Network-Slice auf eine Netzinfrastruktur, umfassend: Empfangen (4) eines Ressourcengraphen von einer Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) eines Ressourcengraphen, der Ressourcen abbildet, die für die Bereitstellung eines von dem mindestens einen Network-Slice definierten Dienstes erforderlich sind; Abfragen (5) einer Topologie dieser Netzinfrastruktur und von verfügbaren Ressourcen von einer Datenbank (InM DB); Mappen (6) der Topologie und der verfügbaren Ressourcen auf den Ressourcengraphen; und Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dazu geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; Senden (8) eines Mapping-Ergebnisses, das mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, an die Network-Slice-Verwaltungsinstanz.
20. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei das Mappen der Topologie und der verfügbaren Ressourcen auf den Ressourcengraphen das Lösen eines Problems einer gemischt-ganzzahligen linearen Programmierung, MILP, zur Minimierung einer Kostenfunktion, welche die Gesamtkosten (c_total) für die Provisionierung des Mapping evaluiert, unter einem Satz von Bedingungen umfasst.
21. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei das Lösen eines MILP-Problems für eine Mehrzahl von dem mindestens einen Slice durchgeführt wird, wobei die Kostenfunktion die Gesamtkosten (c_total) für die Provisionierung des Mapping dieser Mehrzahl evaluiert.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, ferner umfassend: Empfangen (11) einer Anfrage, die einen Satz von zuzuweisenden Netzinfrastrukturressourcen enthält, von der Network-Slice-Verwaltungsinstanz.
23. Computerlesbares Speichermedium, das Befehle speichert, die bei ihrer Ausführung durch einen Computer den Computer veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 22 durchzuführen.
24. Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO) zum Mappen mindestens eines Network-Slice (σ) auf eine Netzinfrastruktur, umfassend: eine Einrichtung zum Erhalten (1) einer Dienstanfrage nach einem Network-Slice, wobei die Dienstanfrage Dienstanforderungen definiert; eine Einrichtung zum Abfragen (2) von Network-Slice-Beschreibungen aus einer Datenbank (SMO DB) und zum Auswählen mindestens eines Network-Slice, der die Dienstanforderungen unterstützt, gemäß den Network-Slice-Beschreibungen; eine Einrichtung zum Erzeugen (3) eines Ressourcengraphen, der Knoten, von denen Infrastrukturressourcen dargestellt werden, und Links, von denen Verbindungen zwischen den Knoten dargestellt werden, umfasst, und wobei der Ressourcengraph Ressourcen abbildet, die zur Bereitstellung des Dienstes angefordert sind, und wobei das Erzeugen auf Basis einer Network-Slice-Beschreibung des mindestens einen ausgewählten Network-Slice ausgeführt wird; eine Einrichtung zum Senden (4) des Ressourcengraphen an einen Infrastrukturverwalter (InM) zum Mappen (6) einer Topologie der Netzinfrastruktur auf den Ressourcengraphen und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dafür geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; und eine Einrichtung zum Empfangen (8) eines Mapping-Ergebnisses, das den mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, von dem Infrastrukturverwalter (InM).
25. Infrastrukturverwalter (InM) zum Mappen mindestens eines Slice eines logischen Netzes auf eine Netzinfrastruktur, umfassend: eine Einrichtung zum Empfangen (4) eines Ressourcengraphen von einer Network-Slice-Verwaltungsinstanz (SMO), ein Ressourcengraph, der Ressourcen abbildet, die für die Bereitstellung eines von dem mindestens einen Network-Slice definierten Dienstes erforderlich sind; eine Einrichtung zum Abfragen (5) einer Topologie dieser Netzinfrastruktur und von verfügbaren Ressourcen aus einer Datenbank (InM DB); eine Einrichtung zum Mappen (6) der Topologie und der verfügbaren Ressourcen auf den Ressourcengraphen; und zum Bestimmen mindestens eines Untersatzes der Netzinfrastruktur, der dazu geeignet ist, den mindestens einen Network-Slice zu nutzen; eine Einrichtung zum Senden (8) eines Mapping-Ergebnisses, das mindestens einen Untersatz der Netzinfrastruktur enthält, an die Network-Slice-Verwaltungsinstanz.

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