本發(fā)明屬于意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)，具體涉及一種語義感知的意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)保障方法及框架。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理方法，仍然囤于靜態(tài)和腳本化的系統(tǒng)框架內(nèi)，難以滿足用戶對于服務(wù)靈活性和多樣化需求的日益增長。軟件定義網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，雖然通過中心化軟件控制重新定義了數(shù)據(jù)平面的交換機行為，提高了網(wǎng)絡(luò)管理的靈活性，但在管理復(fù)雜性和滿足用戶動態(tài)需求之間的巨大鴻溝依然存在。這種差異的擴大突出了減少人工介入和提高控制循環(huán)自動化的緊迫需求。

2、在意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)中，用戶能夠可以通過自然語言意圖來直接定義他們的服務(wù)需求，避免了深入復(fù)雜的硬件配置細(xì)節(jié)?，F(xiàn)有意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)解決方案主要采用自頂向下的設(shè)計框架，將高級自然語言的意圖精化為具體的網(wǎng)絡(luò)配置策略。然而，在自頂向下的實施過程中，意圖的精化往往未能充分考慮到網(wǎng)絡(luò)的底層狀態(tài)，特別是在意圖、配置和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的語義一致性方面，這對于確保意圖的可行性和有效性提出了挑戰(zhàn)。

3、現(xiàn)有的自頂向下idn研究主要聚焦于以下兩個關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域：

4、關(guān)鍵技術(shù)1：為了彌補用戶意圖與網(wǎng)絡(luò)底層狀態(tài)之間的語義差異，先前的研究嘗試通過資源協(xié)商縮小這一差距。采用本體論和資源描述框架(resource?descriptionframework，rdf)圖等技術(shù)，這類研究在網(wǎng)絡(luò)底層資源與用戶需求之間進行精確的協(xié)商，嘗試將用戶意圖更準(zhǔn)確地映射到網(wǎng)絡(luò)硬件上。部分研究還利用知識圖譜捕捉網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的屬性變化，以實現(xiàn)用戶意圖與實時網(wǎng)絡(luò)條件的語義對齊，從而確保在不斷變化的環(huán)境中用戶意圖的精確解析和正確配置。

5、關(guān)鍵技術(shù)2：為了解決高級意圖與網(wǎng)絡(luò)底層狀態(tài)的語義差異問題，部分研究采取“自底向上”的方法分析溯源網(wǎng)絡(luò)底層配置，重點關(guān)注網(wǎng)絡(luò)硬件和配置文件細(xì)節(jié)。這些研究提出了意圖溯源和提取模型，這在追蹤和解釋網(wǎng)絡(luò)意圖的狀態(tài)與語義方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用，為網(wǎng)絡(luò)配置的解釋提供了關(guān)鍵洞察。其中一些方法通過逆向工程配置文件，采用確定性方法簡化了網(wǎng)絡(luò)配置的理解和管理，并以網(wǎng)絡(luò)意圖語言形式刻畫，共同致力于通過自底向上的方法解決網(wǎng)絡(luò)可見性和語義一致性問題。

6、盡管當(dāng)前的意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在縮小語義差異和增強網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知方面取得了一定成果，但仍存在不少挑戰(zhàn)。

7、首先，現(xiàn)有技術(shù)主要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)硬件變化引起的語義差異方面雖有所關(guān)注，卻常忽略網(wǎng)絡(luò)配置錯誤、冗余或受到網(wǎng)絡(luò)劫持攻擊等因素所造成的語義差異。

8、其次，對于網(wǎng)絡(luò)配置錯誤的處理反應(yīng)緩慢，問題往往在造成業(yè)務(wù)中斷后才被發(fā)現(xiàn)。

9、此外，解決語義差距引起的問題大多需要人工干預(yù)，這不僅增加了運維成本，也延長了處理周期。手動排錯過程繁瑣且易錯，增加了運維人員負(fù)擔(dān)，有時還可能引發(fā)更嚴(yán)重的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種語義感知的意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)保障方法及框架，該方法具備自動檢測和修復(fù)網(wǎng)絡(luò)配置錯誤的功能，顯著降低了手動排錯的需要，緩解因網(wǎng)絡(luò)變化引起的高級意圖與底層配置語義不一致問題，提升網(wǎng)絡(luò)運維的效率和準(zhǔn)確性，同時降低成本和時間消耗。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種語義感知的意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)保障方法，包括以下步驟；

4、s101，在意圖轉(zhuǎn)譯過程中，首先對用戶的原始意圖進行驗證和沖突消解，在準(zhǔn)備下發(fā)流表前后，將經(jīng)過處理的意圖在意圖庫中進行備份，以保證意圖追溯性；

5、s102，采用自底向上的網(wǎng)絡(luò)意圖提取方法，周期性地從網(wǎng)絡(luò)交換機中提取網(wǎng)絡(luò)意圖；

6、s103，對s101中備份的原始意圖與s102中提取的高級意圖通過一致性校驗進行一致性對比，篩選出無法與任何用戶意圖對應(yīng)匹配的意圖，將其判定為失效意圖；

7、s104，針對s103中標(biāo)記的失效意圖，重新采用“自頂向下”的意圖轉(zhuǎn)譯技術(shù)，為失效意圖進行安裝。

8、所述s101中，當(dāng)用戶聲明網(wǎng)絡(luò)意圖后，該意圖將會通過一種“自頂向下”的意圖轉(zhuǎn)譯技術(shù)進行意圖轉(zhuǎn)譯；通過意圖分解、意圖驗證和沖突消解實現(xiàn)高級意圖至網(wǎng)絡(luò)配置的轉(zhuǎn)變，在此過程中，將經(jīng)過意圖分解、意圖驗證和沖突消解后的意圖進行備份存儲，以便于后續(xù)的“意圖漂移”檢測。

9、具體步驟為：

10、將用戶聲明的網(wǎng)絡(luò)意圖轉(zhuǎn)換為具體的系統(tǒng)命令或策略，確保意圖與網(wǎng)絡(luò)能力及限制相匹配，進行意圖轉(zhuǎn)譯；

11、進行意圖驗證，核查意圖轉(zhuǎn)譯后的意圖是否滿足系統(tǒng)規(guī)則，且匹配底層硬件的約束條件；

12、識別意圖與網(wǎng)絡(luò)已下發(fā)策略之間的沖突；用戶聲明得到意圖，存儲用戶聲明的網(wǎng)絡(luò)意圖，為自底向上的意圖一致驗證提供依據(jù)。

13、所述意圖轉(zhuǎn)譯中，用戶通過應(yīng)用程序向框架聲明自然語言服務(wù)需求，一般為文本或語音。

14、在自頂向下意圖轉(zhuǎn)譯過程中，意圖驗證模塊會自動檢測轉(zhuǎn)譯后的意圖是否符合網(wǎng)絡(luò)底層的約束條件，并檢查其是否與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)策略存在沖突，如果底層網(wǎng)絡(luò)條件(例如拓?fù)洌溌穾?、時延等屬性)無法滿足用戶的意圖，或者用戶意圖與已部署的網(wǎng)絡(luò)意圖沖突，意圖驗證模塊會立即向用戶發(fā)出錯誤告警信息。

15、所述意圖驗證后，在下發(fā)前將其記錄備份于意圖庫中，用于后續(xù)一致性驗證；策略部署將生成的意圖策略配置為流表，并通過openflow協(xié)議下發(fā)至可編程的交換機，實現(xiàn)意圖的具體執(zhí)行。

16、所述s102中，通過采用一種“自底向上”的意圖提取方法，以一定的時間間隔，周期性地收集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，以及網(wǎng)絡(luò)交換機的配置流表信息，將網(wǎng)絡(luò)的配置溯源并提取為高級意圖的形式，提取意圖包括配置合成和態(tài)勢刻畫兩種并行的組件；

17、所述配置合成用于提取軟件定義網(wǎng)絡(luò)交換機中的所有交換機流表，并通過自底向上的方法從配置流表提取高級中間表示，為提取高級用戶意圖做準(zhǔn)備；

18、所述態(tài)勢刻畫用于捕獲并分析系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)及環(huán)境；通常涵蓋網(wǎng)絡(luò)交換機節(jié)點及其連接關(guān)系，以及實時的交換機和鏈路時延、丟包率、可用帶寬等信息，為自底向上提取意圖提供必要的背景信息；

19、將配置合成得到的高級中間表示與態(tài)勢刻畫的當(dāng)前狀態(tài)和環(huán)境信息融合，形成一個統(tǒng)一的、能夠表征用戶高級意圖的高級意圖表征圖；

20、通過一致性校驗確保提取的所述高級意圖表征圖與意圖庫中原始用戶意圖的一致性；通過比對意圖庫中策略的端點組信息與提取的高級意圖表征圖的端點組信息，驗證意圖在底層配置上是否存在語義偏差，不一致的意圖將被標(biāo)記為失效意圖；

21、基于當(dāng)前態(tài)勢刻畫信息，為失效意圖重新下發(fā)和部署策略，以優(yōu)化和糾正存在一致性偏差的原始用戶意圖。

22、所述s103中，基于連通性意圖的源ip地址與目的ip地址進行匹配，若意圖庫中所有意圖均能夠與s102中提取的高級意圖相匹配，則認(rèn)為高級用戶意圖與底層網(wǎng)絡(luò)配置之間無語義偏差，意圖沒有出現(xiàn)偏差，若意圖庫中存在無法與提取高級意圖匹配的情況，這將意圖庫中的該意圖標(biāo)記為失效意圖，說明該意圖發(fā)生了意圖漂移。

23、所述s104中，對于識別出的失效意圖，采用基于事件-條件-動作(eca)的機制，重新下發(fā)流表并安裝，以確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行和性能優(yōu)化。

24、基于一種語義感知的意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)保障方法的保障框架，包括意圖“自頂向下”和意圖“自底向上”兩部分；

25、所述意圖“自頂向下”中包括依次相連的意圖轉(zhuǎn)譯、意圖驗證、沖突消解、意圖庫、策略部署、修復(fù)策略；

26、所述意圖“自底向上”包括配置合成、態(tài)勢刻畫，配置合成、態(tài)勢刻畫的輸出端連接語義融合輸入端，語義融合依次與一致性校驗、修復(fù)策略生成相連。

27、所述意圖“自頂向下”中；

28、意圖轉(zhuǎn)譯：將用戶或應(yīng)用的高級意圖轉(zhuǎn)換為具體的系統(tǒng)命令或策略，確保意圖與系統(tǒng)能力及限制相匹配；

29、意圖驗證：核查意圖轉(zhuǎn)譯后的意圖是否滿足系統(tǒng)規(guī)則且匹配底層硬件的約束條件，保障其可行性；

30、沖突消解：識別意圖轉(zhuǎn)譯后的意圖與已部署的網(wǎng)絡(luò)策略之間的沖突，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效運作，預(yù)防因新意圖引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)性能下降或功能失效的問題；

31、意圖庫：存儲用戶意圖轉(zhuǎn)譯后的意圖，為自底向上的意圖一致驗證提供依據(jù)；

32、策略部署：將經(jīng)過意圖驗證的意圖轉(zhuǎn)化為具體的網(wǎng)絡(luò)策略，并在網(wǎng)絡(luò)中安裝；

33、修復(fù)策略：在自底向上的一致性驗證中發(fā)現(xiàn)用戶意圖與底層配置之間存在語義偏差時，本框架會根據(jù)意圖類型重新下發(fā)和安裝策略，以確保意圖的有效性。

34、所述意圖驗證具體為：

35、首先，意圖驗證模塊會對用戶輸入的意圖進行語法解析，以確認(rèn)其符合定義的語法規(guī)則，通過分析意圖表達的結(jié)構(gòu)來識別潛在的語法錯誤和不完整的表達；

36、接下來，意圖驗證模塊對轉(zhuǎn)譯后的意圖進行合規(guī)性檢查，確保其符合預(yù)定義的系統(tǒng)策略和約束條件；

37、隨后，資源可用性檢查驗證當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源能否滿足意圖的要求，評估網(wǎng)絡(luò)的帶寬、計算能力和存儲資源，確保其足以支持所請求的操作；

38、此外，硬件兼容性驗證確保意圖在物理層面的執(zhí)行是可行的，包括檢查設(shè)備的硬件能力、配置限制以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

39、所述策略部署具體為：

40、首先，從轉(zhuǎn)譯的意圖中提取相關(guān)配置參數(shù)，包括目標(biāo)設(shè)備id、流表項、qos參數(shù)，這些參數(shù)被作為輸入傳遞給sdn控制器的api請求，控制器接收這些api請求后，會將策略指令轉(zhuǎn)換為設(shè)備可識別的配置命令，通過南向接口協(xié)議(如openflow)下發(fā)到指定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中；

41、在設(shè)備上，這些策略被安裝為具體的流表和配置，確保網(wǎng)絡(luò)流量按照預(yù)期的規(guī)則進行處理；策略部署模塊會監(jiān)控api調(diào)用的結(jié)果，并驗證策略的正確安裝，必要時檢查設(shè)備狀態(tài)和流量數(shù)據(jù)以確認(rèn)策略的生效，通過這種方式，策略部署模塊能夠動態(tài)配置和管理sdn網(wǎng)絡(luò)中的策略，實現(xiàn)快速響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化和用戶需求；

42、意圖“自底向上”中：

43、配置合成：提取軟件定義網(wǎng)絡(luò)交換機中的所有交換機流表，并通過自底向上的方法從配置流表提取高級中間表示，為提取高級用戶意圖做準(zhǔn)備；

44、態(tài)勢刻畫：捕獲并分析系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)及環(huán)境；這通常涵蓋網(wǎng)絡(luò)交換機節(jié)點及其連接關(guān)系，以及實時的交換機和鏈路時延、丟包率、可用帶寬等信息，為自底向上提取意圖提供必要的背景信息；

45、語義融合：將配置合成得到的高級中間表示與態(tài)勢刻畫的當(dāng)前狀態(tài)和環(huán)境信息融合，形成一個統(tǒng)一的、能夠表征用戶高級意圖的高級意圖表征圖；

46、一致性校驗：確保提取的高級意圖表征圖與意圖庫中原始用戶意圖的一致性，通過比對意圖庫中策略的端點組信息與提取的高級意圖表征圖的端點組信息，驗證意圖在底層配置上是否存在語義偏差，不一致的意圖將被標(biāo)記為失效意圖；

47、修復(fù)策略生成：基于當(dāng)前態(tài)勢刻畫信息，為失效意圖重新下發(fā)和部署策略，以優(yōu)化和糾正存在一致性偏差的原始用戶意圖。

48、本發(fā)明的有益效果：

49、1、語義感知的意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)框架與意圖漂移檢測機制：通過將自頂向下的意圖轉(zhuǎn)譯技術(shù)與自底向上的網(wǎng)絡(luò)意圖溯源提取技術(shù)相結(jié)合，本發(fā)明提出了一個切實可行的意圖漂移檢測和修復(fù)框架，緩解了高級用戶意圖與底層網(wǎng)絡(luò)配置之間的語義鴻溝。基于此框架，本發(fā)明具備在大規(guī)模軟件定義網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中自動檢測和修復(fù)意圖漂移的能力，有效降低了傳統(tǒng)策略管理對于人工排錯的依賴。這一機制顯著提高了用戶意圖的穩(wěn)定性，有效地解決了因配置錯誤導(dǎo)致的服務(wù)中斷，保障了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的連續(xù)性和可靠性。

50、2、成本降低與運維效率提升：通過減少人工干預(yù)、優(yōu)化意圖故障處理流程，本發(fā)明能夠降低網(wǎng)絡(luò)降低運維成本，同時提高運維工作的效率和準(zhǔn)確性。這不僅縮短了網(wǎng)絡(luò)故障的診斷和修復(fù)時間，還提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體運行效率，有望為企業(yè)和組織帶來了經(jīng)濟效益的提升。