I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 6 ,   p p .   1 1 8 1 ~ 1 1 9 3   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 2 . p p 1 1 8 1 - 1 1 9 3          1181     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   K no wledg e gra ph - ba sed enha nc ed  v irtual net wo rk e mbedding   for 6 G   clo ud da ta center  deploy men t       Sh o uro k   Abdelra him 1 ,   Sa my   G ho niem y 2 ,   M o ha m ed  Abo rizk a 1   1 C o l l e g e   o f   C o m p u t i n g   a n d   I n f o r m a t i o n   Te c h n o l o g y ,   A r a b   A c a d e my   f o r   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y ,   C a i r o ,   Eg y p t   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   G a l a l a   U n i v e r si t y ,   C a i r o ,   E g y p t       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   May   24 2 0 2 5   R ev is ed   J an   19 2 0 2 6   Acc ep ted   Feb   6 2 0 2 6       Virtu a n e two r k   e m b e d d i n g   (V NE)  is  th e   e ffe c ti v e   m a p p in g   o v irt u a l   n e two rk s   o n to   sh a re d   p h y sic a s u b stra te  n e two r k wh il e   b o o stin g   re so u rc e   u ti li z a ti o n   a n d   e n su ri n g   q u a li t y   o se rv ice   (Qo S ).   VN is  a   re a c h a ll e n g e   in   n e two rk   v irt u a li z a ti o n ,   e sp e c ia ll y   in   t h e   p e rsp e c ti v e   o 6 G - e n a b led   d a tac e n ters ,   wh e re   t h e   d e m a n d   f o u l tra - lo w l a ten c y ,   h e a v y   c o n n e c ti v it y ,   a n d   d y n a m ic  re so u rc e   a ll o c a ti o n   is  v it a l.   T h e   p ro p o se d   s o lu ti o n   e n a b les   th e   a b il it y   to   i n fe in d irec p a th fo th e   re so u rc e p re d ictio n   tas k   o n   t h e   kno wle d g e   g ra p h   (KG b y   m a k in g   imp l icit  m e a n in g fu re latio n a m o n g   th e   e n ti ti e th a c o m p o se   th e   re so u rc e   n e two rk .   T h e   sim u latio n   re su lt s   in d ica ted   th e   in fe re n c e   m e c h a n ism   sig n ifi c a n tl y   imp r o v e e fficie n c y   a n d   a d a p tab il it y .   Th is  lea d s   to   o v e ra ll   p e rfo rm a n c e   g a in s   in   term o f   ru n ti m e   sta b il it y ,   re so u rc e   u ti li z a ti o n ,   a n d   e n e r g y   sa v in g in   d y n a m ic  6 G   sc e n a rio s.  Th e   e x p e rime n tal  re su lt sh o we d   t h a th e   p ro p o se d   s o lu t io n   p r o v i d e d   a   2 4 . 9 %   re d u c ti o n   in   e n e rg y   c o n su m p t io n   f o sm a ll - siz e d   v irt u a n e two r k   re q u e sts  (VN Rs ),   wh il e   m a in tain in g   2 4 . 8 %   a n d   2 3 . 9 %   fo m e d i u m   a n d   la rg e   VN Rs,   re sp e c ti v e ly ,   wh il e   it   si g n ifi c a n tl y   d e c re a se d   th e   d e lay   t ime   c o m p a re d   to   th e   re su lt e d   d e lay   u sin g   t h e   b a se li n e   m o d e ls  su c h   a a sy n c h ro n o u a d v a n tag e   a c to r - c rit ic  (A3 C)   +   g ra p h   c o n v o lu ti o n a l   n e tw o rk   ( G CN ) .   Th e   r e su lt a lso   c o n firme d   th a t h e   in te g ra ti o n   o th e   in fe re n c e   e n g i n e   a lg o r it h m   with   th e   e m b e d d in g   p ro c e ss   re su lt s   i n   re m a rk a b le  re d u c ti o n   i n   th e   e x e c u ti o n   ti m e   wh il e   p re se rv i n g   e m b e d d i n g   a c c u ra c y .   K ey w o r d s :   6 clo u d   d atac en ter   Kn o wled g g r ap h   Netwo r k   m ap p i n g   Vir tu al  n etwo r k   em b ed d i n g   V i r t u a l   n e t w o r k   i n f e r e n c e   p r e d i c a t e   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sh o u r o k   Ab d elr a h im   C o lleg o f   C o m p u tin g   an d   I n f o r m atio n   T ec h n o l o g y ,   Ar ab   A ca d em y   f o r   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y   C air o ,   E g y p t   E m ail:  s h o r o u k _ ab d el r ah im @ cic - ca ir o . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Ma n y   r esear ch   o u tco m es,  s u ch   as  in   [ 1 ] [ 4 ]   co n f ir m e d   th at  m ap p in g   v ir tu al  n etwo r k   r eq u ests   ( VNRs )   o n to   p h y s ical  in f r astr u ctu r es  wh ile  g u ar an teein g   o p tim al  r eso u r ce   u tili za tio n   an d   s ca lab ilit y   is   r ea l   ch allen g i n   n etwo r k   v ir tu aliz atio n .   T h is   ch allen g e   ar is es  f r o m   th e   co m p lex ity   o f   r eso u r c allo ca tio n   an d   th e   co n s tr ain ts   o f   n etwo r k   to p o l o g y   [ 5 ] .   Fro m   an   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   p er s p ec tiv e,   v ir tu al  n etwo r k   em b ed d in g   ( VNE )   ca n   b r e g ar d ed   as  a   d ec is io n - m a k in g   a n d   co m b in ato r ial   o p tim izatio n   task   th at  r e q u ir es  r ea s o n in g   ab o u m u ltip le  o b je ctiv es  an d   h id d en   r elatio n s h ip s   am o n g   n etwo r k   elem en ts .   R ec en s tu d ies  h av d em o n s tr ated   n o tab le  ad v an ce m en in   th d e p lo y m e n o f   VNE   an d   r eso u r ce   allo ca tio n   t ec h n iq u es  u s in g   AI   m eth o d s   s u ch   as  m ac h in e   lea r n in g   ( ML ) ,   d ee p   r ein f o r ce m en lear n in g   ( DR L ) ,   a n d   g r a p h   n eu r al  n etwo r k s   ( GNN)   [ 6 ] [ 1 0 ] ,   w h ich   e n h an ce   n etwo r k   p r e d ictio n   an d   m a p p in g   ac cu r ac y   to   co p e   with   t h lar g e   v o l u m a n d   v ar iab le  r ate  o f   r eq u ests   in   6 G - en ab led   d atac en ter s .   Ho wev e r ,   th ese  s o lu tio n s   o f ten   r eq u ir e   ex ten s iv tr ain in g   d ata  an d   h ig h   co m p u tatio n al  r eso u r ce s ,   wh ich   lim it  th eir   p r ac ticality   f o r   r ea l - tim m u lti - ac ce s s   s er v ices  in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 1 1 8 1 - 1 1 9 3   1182   d y n am ic   6 n etwo r k s .   Oth e r   s o lu tio n s   s u ch   as  d y n am ic   p r o g r am m in g - b ased   alg o r ith m   [ 1 1 ] ,   r ein f o r ce m en t   lear n in g   ( R L ) - b ased   d y n am ic   co llab o r ativ m u lti - lay er   VN E   alg o r ith m   [ 1 2 ] ,   an d   Ma r k o v   d ec is io n   p r o ce s s   ( MD P)  m o d el  [ 1 3 ] ,   aim ed   to   im p r o v e   th lo a d   b alan ci n g   a n d   o p tim ized   r eso u r ce   allo ca t io n   b y   co o r d in atin g   n o d an d   lin k   m ap p in g .   T h ey   f ailed   to   r ed u ce   co m p u tatio n a co m p lex ity   d u to   th lack   o f   ad ap tiv lear n in g   lim its   wh ich   lim it  th eir   s u itab ilit y   in   6 G   d y n am ic  n etwo r k   en v ir o n m en ts .   Z h a n g   et  a l.   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ]   p r o p o s ed   a   co m b in in g   h o r izo n tal   f ed er ated   an d   RL   tech n iq u es  to   im p r o v e   m ap p in g   ac cu r ac y   an d   o p tim ize  r eso u r ce   u tili za tio n .   Ho wev er ,   th ey   in tr o d u ce d   s ig n if ican c o m p u tatio n al  o v er h ea d   d u e   to   th e   u s o f   b r ea d th - f i r s s ea r ch   ( B FS )   in   lin k   m ap p in g .   Mo r r ec en tly ,   k n o wled g g r ap h s   ( KGs)  h av em er g e d   as a   p r o m is in g   s o lu tio n   f o r   in tellig en VNE   o p tim izatio n .   On o f   th ese  s o lu tio n s   is   t h p r o p o s ed   f r am ewo r k   th at  co m b in es  AI - b ased   d ec is io n   m ak in g   an d   co g n itiv r eso u r ce   o p tim izatio n   al g o r i th m s   f o r   6 n etwo r k s   [ 1 6 ] ,   b u h ig h ly   co m p lex   an d   d y n am ic  n etwo r k s   lim it th eir   s ca lab ilit y .   Als o ,   Mitr o p o u lo u   et  a l.   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ]   p r o p o s ed   th u s o f   s tatic  KG   an d   ML   to   d etec an d   m itig ate  n etwo r k   co n g esti o n   an d   an o m aly   d etec tio n .   Ho wev er ,   li m itin g   th f u ll  ex p lo itatio n   o f   laten r elatio n al  in f er en ce s .   Similar ly ,   o th er   r esear ch er s   p r o p o s ed   g r ap h   co n v o lu tio n al  n etwo r k   ( GC N)   u s in g   KG  f o r   VNE .   T h eir   f r am ewo r k   s h o wed   lo w er   ef f icien cy   in   r ea l - tim im p lem en tatio n s   [ 1 9 ] .   At  th en d   o f   th is   r ev iew,   an   in ter esti n g   wo r k   p r o p o s ed   i n   [ 2 0 ]   p r esen ted   c o m b in atio n   o f   Pag eRan k - b ased   h eu r is tic  VNE   an d     B ellm an - Fo r d   alg o r ith m   to   r a n k   n o d es.  Alth o u g h   th is   f r am e wo r k   im p r o v es  th p er f o r m an ce ,   its   s tatic  f ea tu r s et  an d   lack   o f   m ap p in g   co o r d in atio n   im p ac its   ad ap tab ilit y   in   d y n am ic   en v ir o n m e n ts .   T o   co n s o lid ate   th d is cu s s io n ,   T ab le  1   p r o v id es  a   co m p ar ativ o v e r v iew  o f   r ep r esen tativ VNE   ap p r o ac h es,  in clu d in g   h eu r is tic,   DR L ,   GNN,   f ed er ated   lear n in g   ( FL ) ,   an d   KG - b ased   m eth o d s ,   b en ch m a r k ed   ag ain s th e   p r o p o s ed   d y n am ic   KG  f r am ewo r k .   T h is   s u m m ar y   h i g h lig h ts   th e   tr ad e - o f f s   am o n g   s ca lab ilit y ,   co m p u tatio n al  o v e r h ea d ,   ad ap tab ilit y ,   an d   p er f o r m a n ce   m etr ics,  clar if y in g   wh e r th p r o p o s ed   s o lu tio n   ad v an ce s   th s tate  o f   th ar t.       T ab le  1 .   C o m p a r ativ an aly s is   o f   r ep r esen tativ VNE   ap p r o a ch es f o r   6 d atac en ter s   A p p r o a c h   R e p r e se n t a t i v e   w o r k s   K e y   f e a t u r e s   S c a l a b i l i t y   &   a d a p t a b i l i t y   O v e r h e a d   &   l i m i t a t i o n s   R e p o r t e d   me t r i c s   H e u r i s t i c   VNE - N R   [ 2 0 ]   N o d e   r a n k i n g ;   sh o r t e s t - p a t h   map p i n g   M e d i u sca l a b i l i t y ;   l o w   a d a p t a b i l i t y   Lo w   o v e r h e a d ;   st a t i c   f e a t u r e s;   b r i t t l e   u n d e r   d y n a mi c s   I mp r o v e d   p e r f o r m a n c e ,   b u t   l i m i t e d   a d a p t a b i l i t y   D R L   A sy n c h r o n o u a d v a n t a g e   a c t o r - c r i t i c   ( A 3 C )   + G C N   [ 2 1 ] ;   D e e p V i N [ 2 2 ]   En d - to - e n d   n o d e /   l i n k   p o l i c y   l e a r n i n g   M e d i u sca l a b i l i t y ;   mo d e r a t e   a d a p t a b i l i t y   H i g h   o v e r h e a d ;   l o n g   c o n v e r g e n c e ;   sen s i t i v e   t o   t r a i n i n g   R u n t i me   0 . 2 1 9 0 . 4 7 6   s;   a c c e p t a n c e   8 2 8 7 @ 1 1 0 0 - t i m e   u n i t s   G N N   +   R L   G C N + R L   [ 2 3 ] G r a p h V i N [ 2 4 ]   G C N   e n c o d e r s +   R p o l i c i e s   M e d i u m h i g h   sca l a b i l i t y ;   mo d e r a t e   a d a p t a b i l i t y   M e d i u m h i g h   o v e r h e a d ;   c o n v e r g e n c e   d e l a y s   A c c e p t a n c e   8 5 9 0 %   @ 1 1 0 0 - t i m e   u n i t s   FL   H o r i z o n t a l   F L - V N E   [ 1 5 ]   C r o ss - d o m a i n   l e a r n i n g   M e d i u sca l a b i l i t y ;   mo d e r a t e   a d a p t a b i l i t y   H i g h   o v e r h e a d   ( B F S   l i n k   map p i n g ) ;   sca l a b i l i t y   i ss u e s   A c c u r a c y   g a i n s   r e p o r t e d ;   r u n t i me   n o t   d e t a i l e d   K G   ( n o n - V N E)   [ 1 7 ] [ 1 9 ]   S e ma n t i c / r e l a t i o n a l   mo d e l i n g   M e d i u sca l a b i l i t y ;   l o w   a d a p t a b i l i t y   M e d i u o v e r h e a d ;   st a t i c   K G s ;   l i m i t e d   i n f e r e n c e   M e t r i c s   r e p o r t e d   f o r   a n o ma l y / l i n k   p r e d i c t i o n   P r o p o se d   Th i s   st u d y   D y n a mi c   K G   +   h i d d e n   i n f e r e n c e   e n g i n e   H i g h   sc a l a b i l i t y ;   h i g h   a d a p t a b i l i t y   Lo w me d i u o v e r h e a d ;   r e q u i r e sema n t i c   e n r i c h me n t   R u n t i me   0 . 6 5 0 . 8 5   s ;   u t i l i z a t i o n   8 5 %;   e n e r g y   2 4 . 9 % ;   a c c e p t a n c e   9 4 @ 9 0 0 - t i m e   u n i t s       Un lik p r ev i o u s ly   r ep o r ted   KG - b ased   m eth o d s ,   wh ich   ar e   ty p ically   s tatic  an d   s tr u g g le  t o   ca p tu r e   d ee p er   r elatio n al  f ea tu r es  as  g r ap h   s ize  in cr ea s es,  th p r o p o s ed   f r am ewo r k   em p lo y s   tim e - ev o lv in g ,   s em an tically   en r ich ed   KG  in t eg r ated   with   h i d d en - r elatio n   in f e r en ce   e n g in e   o p e r atin g   d ir ec tly   with in   t h VNE   p ip elin e.   T h is   in teg r ati o n   en ab les  th in f er en ce   o f   in d ir ec o r   d is tan r eso u r ce   co n n ec tio n s ,   ac ce ler ates   s tab ilizatio n   o f   th ac ce p tan ce   r atio ,   an d   d eliv er s   co n s is ten en er g y   r ed u ctio n s ,   wh ile  also   av o id in g   t h h ea v y   tr ain in g   o v er h ea d s   ass o ciate d   with   DR L -   an d   GNN - b ased   ap p r o ac h es.   T o   a d d r ess   th e s lim itatio n s ,   th i s   p ap er   p r esen ts   an   in tellig en VNE   f r am ewo r k   b ased   o n   d y n am ic  KG   wh ich   is   ab le  to   d y n am ically   o p tim ize   r eso u r ce   allo ca tio n   a n d   im p r o v th laten c o m p u tatio n al  ca p ab ilit ies  b y   in f er r in g   h id d en   r elatio n s h ip s   b etwe en   th n etwo r k   ass ets an d   r eso u r ce s .   T h e   p r o p o s ed   s o l u tio n   o f f er s   n o v el  m ec h a n is m   f o r   im p r o v in g   th e   ef f icien cy   an d   s ca lab ilit y   o f   V NE   in   6 G - d atac en ter s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       K n o w led g g r a p h - b a s ed   en h a n ce d   virt u a l n etw o r emb ed d i n g   fo r   6 clo u d     ( S h o u r o A b d elra h im )   1183   2.   P RO P O SE SYS T E M   I n   th is   p ap e r ,   th e   p r o p o s ed   f r am ewo r k   is   d esig n e d   b ased   o n   th s em an tically   e n r ich ed   KG   m o d el  th at  is   d ev elo p e d   to   u n if y   th n o d es  an d   e d g es  g e n er ati o n   with   tech n ical  s p ec if icatio n s   an d   s em a n tics   d escr ip tio n   th at  r ep r esen th d atac en ter   ass ets.  I n   th p r o p o s ed   f r am ewo r k ,   th co r elem en is   th KG - b ased   n o v el  i n f er en ce   alg o r ith m ,   w h ich   is   d esig n ed   b ased   o n   th s em an tically   e n r ich ed   K m o d el,   to   en ab le   ad ap tab le  an d   d y n am ic  VNE ,   an d   to   r ea s o n   an d   in f er   th laten r elatio n s h ip s   am o n g   p h y s ical  in f r astru ctu r e   co m p o n en ts   in   th s u b s tr ate  n etwo r k .   T h p r o p o s ed   f r am e wo r k   also   in clu d es  p r o ac tiv e   r eso u r ce   allo ca tio n   m o d u le,   f a u lt  an ticip atio n   p r o ce s s ,   an d   in tellig en tr af f ic  m o n ito r in g   an d   m an a g em en ag en ts ,   as  d ep icted     in   Fig u r 1 .           Fig u r 1 .   T h p r o p o s ed   s y s te m       2 . 1 .     T ec hn ica l descript io n c o llect io n a nd   v a lid a t io n pha s e   T h is   p h ase  is   r esp o n s ib le  f o r   co llectin g   an d   v alid atin g   d etailed   tech n ical  d escr ip tio n s   o f   d atac en ter   ass ets,  in clu d in g   s er v er s ,   m em o r y   u n its ,   p r o ce s s o r s ,   an d   s to r ag d ev ices.  T h co llected   tec h n ical  d escr ip tio n s   u n d er g o   p r ep r o ce s s in g   s tep s   s u ch   as  d ata   clea n in g ,   n o r m aliza tio n ,   an d   f ea tu r e x tr ac t io n .   Fo llo win g   th e   co llectio n   o f   tech n ical  d escr ip tio n s ,   th v alid atio n   p r o ce s s   is   in itiated   to   en s u r th at  th co l lecte d   in f o r m atio n   m ee ts   th s tan d ar d s .   I n   th is   p r o ce s s   we  ad o p ted   an d   ap p lie d   ca p ac ity   v alid atio n   ( C V)   r u le  g iv en   i n   ( 1 )   t o   ass es s   wh eth er   th av ailab le  r e s o u r ce s   ar s u f f icien t to   m ee o p er atio n al  d em an d s .      = (    ) × 100   ( 1 )       r ep r esen ts   th t o tal  av ailab le  r eso u r ce s   an d     d en o tes  th n e ce s s ar y   r eso u r ce s .   B y   u tili zin g   p r ed ef in e d   th r esh o ld s ,   th C en h an ce s   lo ad   b alan cin g ,   r ed u ce s   co m p u tatio n al  b o ttlen ec k s ,   an d   g u ar an tees   ef f ec tiv r eso u r ce   m an ag em en t in   th f o llo win g   p h ases .   D u r i n g   s e m a n ti c   e n r ic h m e n t   s t e p ,   ea c h   d a t a ce n t e r   ass e t   is   d es c r i b e d   u s i n g   t u p l o f   n o r m a l i z e d   a t t r i b u t es   i n c l u d i n g   C PU   c a p ac i t y ,   m e m o r y ,   s t o r a g e ,   a n d   b an d w i d t h .   T h e s e   v a l u es   a r e   f i r s t   n o r m a l i ze d   t o   a     [ 0 ,   1 ]   r a n g e .   N e x t ,   e n t i t y   l i n k in g   i s   p e r f o r m e d   b y   m a p p i n g   e a c h   a t t r i b u t e   t o   a n   o n t o l o g y   t er m   r e p r e s e n t i n g   i ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 1 1 8 1 - 1 1 9 3   1184   s e m a n t ic   c a te g o r y .   T h i s   o n t o lo g y - b a s e d   l a b e l i n g   e n s u r e s   t h a t   h e t e r o g e n e o u s   r es o u r c es   a r e   r e p r e s e n t e d   i n   u n i f i e d   s c h e m w it h i n   KG .   B y   e m b e d d i n g   n o d e s   w it h   b o t h   s tr u c t u r a l   i d e n ti f i e r s   a n d   s e m a n t ic   t a g s ,   K c a p t u r es  n o t   o n l y   r e s o u r c e   q u a n t i t i es   b u t   a l s o   t h e i r   c o n t e x t u al   m e a n i n g ,   w h i c h   i s   c r i t ic a l   f o r   s u b s e q u e n t   i n f e r e n c e .     2 . 2 .     T ra ini ng   a nd   v a lid a t ing   t he  pro po s ed  m o del   I n   th is   p h ase,   u n s tr u ctu r ed   d es cr ip tio n s   ar tr an s f o r m ed   in to   s em an tically   s tr u ctu r ed   KG   th at  m o d els  th d atac en ter   ass ets.  T o   ass ess   th co r r ec tn ess   o f   th e   in f er r e d   r elatio n s   with in   th e   KG ,   t h m o d el  is   v alid ated   u s in g   s tan d ar d   class if icatio n   m etr ics  in clu d in g   ac c u r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r [ 2 5 ] .   Acc u r ac y   g i v en   in   ( 2 ) ,   m ea s u r es  th e   r atio   o f   co r r ec tly   class if ied   in s tan c es,  p r ec is io n   a n d   r ec all  g iv e n   in   ( 3 ) ,   e v alu ate  p r ed ictio n   c o r r ec tn ess   an d   d etec tio n   ca p ab ilit y ,   r esp ec tiv ely .   T h F1 - s co r g iv e n   in   ( 4 )   is   ad o p ted   as  a   b alan ce d   m etr ic  t o   jo in tly   ac c o u n t f o r   f alse p o s itiv es a n d   f al s n eg ativ es.       =    +   +  +  +    ( 2 )       =     +    an d    =     +    ( 3 )     1  =   2   ×   ×    +    ( 4 )     2 . 3 .     G ener a t io n a nd   v a lid a t i o n o f   t he  k no wledg g ra ph   T h v is u aliza tio n   o f   s em an tically   s tr u ctu r ed   elem en ts   th at  r ep r esen th d atac en ter   ass ets,  an d   th in ter co n n ec tio n s   an d   in ter ac t io n s   b etwe en   th ese  ass ets  a n d   p r o v id en h an ce d   s em an tic  r ea s o n in g   an d   d ec is io n - m ak in g   is   s h o wn   in   Fig u r 2 .   T h s u f f icien c y   c o n d itio n   ( S)  g iv e n   b y   ( 5 )   is   u s ed   as  cr itical  v alid atio n   p ar a m eter   th at  r e v e als wh eth er   th s elec ted   r eso u r ce s   ar ca p ab le  f o r   co n tin u in g   s y s tem   o p er atio n s .     =   (   ) = 1   ( 5 )       an d     d en o te  t h av ailab le   an d   r eq u ir ed   r eso u r ce s   at   n o d i ,   r e s p ec tiv ely ,   an d   n   is   th ab s o lu te  n u m b e r   o f   n o d es.  I f   < 0 ,   m ea n s   th s y s tem   h as r eso u r ce s   r estrictio n s   an d   r e q u ir es th in teg r atio n   o f   ad d iti o n al  n o d es.           Fig u r 2 .   Kn o wled g g r ap h   co n s tr u ctio n       2 . 4 .     H idd en  re la t io ns   ph a s e:   v irt ua l net wo rk   e m bedd ing   in dy na m ic  env iro nm ent s   A   VNR  is   r ep r esen ted   as  V N R i =( GV i ,   t a ,   t e ) ,   wh er e   t a   an d   t e   d en o te   th e   ar r iv al   an d   d ep a r tu r tim es,  r esp ec tiv ely .   T h e   VNE   p r o c ess   m ap s   th v ir tu al   n etwo r k   GV (N V ,   L V )   o n to   a   s u b g r ap h   o f   th e   p h y s ical  s u b s tr ate  n etwo r k   GP ′  ( N P ,   L′ P )   th at  s atis f ie s   th r eso u r ce   co n s tr ain ts .   Fig u r 3   illu s tr ates  an   ex am p le  o f   v ir tu al  n o d es  an d   lin k s   em b ed d ed   o n to   th p h y s ical  in f r astru ctu r [ 2 3 ] ,   wh er e   Fig u r 3 ( a )   s h o ws  th e   co n d itio n   b ef o r VNRs   em b ed d in g   an d   Fig u r 3 ( b )   s h o ws th co n d itio n   af ter   VNRs   em b ed d in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       K n o w led g g r a p h - b a s ed   en h a n ce d   virt u a l n etw o r emb ed d i n g   fo r   6 clo u d     ( S h o u r o A b d elra h im )   1185       ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Diag r a m   o f   th p h y s ical  an d   v ir tu al  n etwo r k   s tr u ct u r es: ( a)   b ef o r VNRs   em b ed d in g   an d     ( b )   af ter   VNRs   em b ed d in g       I n   p r ac tical  6 G   d atac en ter   en v ir o n m e n ts ,   v ir tu al   n etwo r k s   ch an g e   o v e r   tim e   d u e   to   d y n am ic  u s er   d em an d s ,   to p o lo g y   r ec o n f ig u r atio n ,   an d   v ar y in g   r eso u r ce   r eq u ir em en ts .   T h is   d ef in es  th d y n am ic  VNE   p r o b lem ,   wh e r em b ed d in g   d ec is io n s   m u s co n tin u o u s ly   ad ap to   ch an g es  in   v ir t u al  to p o lo g y   an d   r eso u r c e   d em an d .   Fig u r 4   s h o ws  r ep r esen tativ s tr u ctu r al  an d   r es o u r ce   c h an g es  ac r o s s   s u cc ess iv tim in ter v als.     T o   s u p p o r th is   d y n am ic  b eh av io r ,   th p r o p o s ed   f r am ewo r k   in teg r ates  h id d e n - r elatio n   in f er en ce   with in   a   tim e - ev o lv in g   KG ,   en ab lin g   ad ap tiv em b e d d in g   d ec is io n s   with o u r ep r o ce s s in g   th e n tire   to p o l o g y .   T o   h an d le  t h is   d y n am ic  b eh av i o r ,   we  p r o p o s a   VNE   f r a m ewo r k   b ased   o n   h id d en   r elatio n   in f er en ce   with in   a   tim e - ev o lv in g   KG.   L aten r el atio n s h ip s   am o n g   n o d es  an d   lin k s   as  s h o wn   in   Fig u r 5   ar in f er r e d   u s in g   s tatis t ical  m o d elin g   an d   lin k   p r ed ictio n ,   allo win g   f o r   r ea l - tim ad ap tatio n   to   to p o lo g y   m o d if icatio n s   an d   f lu ctu atin g   r eso u r ce   d e m an d s .   I n   r ea l - tim o p e r atio n ,   u p d at es  to   th v ir tu al  n etwo r k   ar e   m an ag ed   th r o u g h   s lid in g   o b s er v atio n   win d o T .   At  th b eg in n in g   o f   ea ch   win d o w,   n ew  ev en ts   ar d etec ted ,   an d   th KG  is   u p d ated   ac co r d in g ly .   E ac h   m o d if icatio n   tr ig g e r s   r e - in f er en ce   f o r   o n ly   th c h an g ed   s u b g r ap h ,   r ath e r   th a n   r e - p r o ce s s in g   th e n tire   to p o lo g y ,   wh ic h   r ed u ce s   o v e r h ea d .   E lig ib ilit y   o f   in f er r ed   lin k s   is   th en   v alid ated   ag ain s th p r e d ef in e d   th r esh o ld s   γ   ( s em an tic  af f in ity )   an d   t hr es ho l d     ( r eso u r ce   f ea s ib ilit y ) .   I f   b o th   co n d itio n s   ar s atis f ied ,   th e   r elatio n   is   ad d ed   to   th ca n d id ate  em b ed d in g   s et;  o th er wis e,   it  i s   d is ca r d ed .   T h is   in cr em en tal  u p d ate   m ec h an is m   en ab les  th s y s te m   to   ad ap t   q u ick l y   to   to p o lo g y   an d   d em a n d   v ar iatio n s   with o u r estar tin g   t h e   em b ed d in g   p r o ce s s .           Fig u r 4 .   E x am p le  illu s tr atin g   th o p er atio n   o f   d y n am ic  VNE     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 1 1 8 1 - 1 1 9 3   1186       Fig u r 5 .   Hid d en   r elatio n   in   k n o wled g g r ap h       2 . 4 . 1 .   K no wledg e - ba s ed  la t e nt  re la t io ns   m o delin g   T h p r o p o s ed   s y s tem   in tr o d u ce s   an   in f er en ce - d r iv e n   f r a m ewo r k   t h at  lev er a g es  s e m an tically   s tr u ctu r ed   KG   to   id en tify   lat en n o d e   d ep e n d en cies  a n d   e n ab les  d y n am ic  r eso u r ce - awa r d ec is io n - m ak in g   th r o u g h   b in a r y   in d icato r   f u n ctio n    ,   as  d ef in ed   in   ( 6 ) ,   th a q u an tifie s   th ex is ten ce   o f   i m p licit  r elatio n s   b etwe en   n o d es.      = { 1 ,                     ( , ) = 1 0 ,                   othe r w ise       ( 6 )     T h s u b s eq u en t   m ath em atic al  ex p r ess io n s   in   ( 7 )   to   ( 1 4 )   s y s tem atica lly   o u tlin t h co r elig i b ilit y   r eq u ir em e n ts   an d   o p tim izatio n   cr iter ia  th at  u n d er p in   th p r o p o s ed   in f er en ce   m ec h an is m .     ( , ) =   ( ( )     ( ) )   ( 7 )     ( , ) = { 1 , if   ( , )     a n d   pd ( , )   t hr es ho l d   0 , othe r w ise                                                                                                                     ( 8 )     HC C ( ) = { 1 ,     { }   s uc h   tha t   ( , ) = 1 0 , othe r wi s e   ( 9 )     ( ) =     ( ( , ) = 1     ( , )   ) \ { }   ( 1 0 )     ( ) =     ( ( , ) = 0     pd ( , )   t hr es ho l d ) \ { }   ( 1 1 )     ( ) + ( ) = | | 1     ( 1 2 )     Ω   =   ( , ) \ { }     ( 1 3 )     M a ximi ze   Ω   s ubj e c t   to   HC C ( ) = 1 ,     ( 1 4 )     I n   ( 7 )   s h o ws  th s em an tic  a f f i n ity   b etwe en   an y   p air   o f   n o d e s   is   q u an tifie d   u s in g   s im ilar ity   f u n ctio n   ( , ) .   T h o u tp u t   ( , ) [ 0 , 1 ]   d en o tes  th p r o b ab ilis tic  co n f id en ce   o f   late n s em an tic  lin k ag e .   I n   ( 8 )   in d icate s   th leg itima cy   o f   s u ch   in f er r e d   r elatio n s .   T o   r e g u late  p ar ticip atio n   in   th e   em b e d d in g   p r o ce s s ,   we   d ef in a   co n n ec tiv ity   c o n s tr ai n HC C ( )     in   ( 9 )   th at   ev alu ates  th e   ex is ten ce   o f   at   least  o n e   v alid   i n f er r ed   lin k   f o r   a   n o d e   .   I n   ( 1 0 )   d en o tes  t h s tr o n g   r elatio n al   in ten s ity   o f   n o d e     as  ( ) ,   r ep r esen tin g   th e   ca r d in ality   o f   s em an tically   r o b u s in f er e n ce s   it  h o ld s   with   o th er s   in   t h g r ap h .   C o n v er s ely ,   th wea k   in f er en ce   d eg r ee   ( ) ,   is   d en o ted   i n   ( 1 1 )   en u m er at es  to p o lo g ically   v alid   y et   s em an tically   m ar g in al  c o n n ec ti o n s .   n o d e   u   q u alif ies  f o r   in clu s io n   i n   th f in al  em b ed d in g   s et      f   th a g g r eg ate  o f   its   s tr o n g   an d   wea k   in f er en ce s   s p an s   th en tire ty   o f   t h g r a p h   m in u s   its elf ,   as  s tated   in   ( 1 2 ) .   I n   ( 1 3 )   s h o ws  th g lo b al  in f e r en ti al  co h er en ce   o f   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       K n o w led g g r a p h - b a s ed   en h a n ce d   virt u a l n etw o r emb ed d i n g   fo r   6 clo u d     ( S h o u r o A b d elra h im )   1187   s u b g r ap h ;   we  d ef in e   th in f er en ce   p o wer   m etr ic  Ω   as  th e   s u m m atio n   o f   all  co n f ir m e d   in f er en ce s   ac r o s s   th e   s elec ted   n o d s et.   I n   ( 1 4 )   in d i ca te  th o v er ar c h in g   o p tim izatio n   task   aim s   to   m ax im ize  th e   in f er en ce   u tili ty   Ω   co n s tr ain ed   b y   th co n n ec tiv i ty   co n d itio n   HC C ( ) = 1   f o r   ev er y   ca n d i d ate  n o d e     .   T h p r o ce d u r al   s tep s   ar o u tlin ed   in   Alg o r ith m   1 ,   an d   its   f lo wch ar t r e p r ese n tatio n   is   illu s tr ated   in   Fig u r 6 .     Alg o r ith m   1 .   I n f e r en ce   e n g in e   f o r   h i d d en   p ath s   p r e d ictio n   I n p u t: G( V,   E ) ,   r eso u r ce   r eq u i r em en ts   R ,   o b s er v atio n   win d o T   1 : I n itialize  VS ←  ; n   ←  | V | ;   C   ←  n ; m p d ( G)   ←  n     1   2 : f o r   ea c h   tim s tep     T   d o   3 :         Mo n ito r   VNR ev en ts   ( ar r iv al,   u p d ate,   d eletio n )   4 :         Up d ate   b y   m o d if y in g   a f f ec ted   n o d es/ed g es   5 :         Ma r k   ch an g ed   n o d es f o r   r e - in f er e n ce   6 :         wh ile    u n p r o ce s s ed   u     d o   7 :                 if   m p d ( G)   R _ th r esh o ld   th en   8 :                         Per f o r m   c o m m u n ity   d etec tio n   C D( G)   9 :                 Select  u   wh er s tate( u )   0     p d ( u )     R _ th r esh o ld   1 0 :               wh ile  s ( u )   +   e( u )   n   −  1   d o   1 1 :                       VS ←  VS    {u }   1 2 :                       u   ←  n ex v alid   u n p r o ce s s ed   v er tex   1 3 :               en d   wh ile   1 4 :               m p d ( G)   ←  0   1 5 :               f o r   ea ch   u     d o   1 6 :                       Select  v   wh er p d ( u ,   v )     R _ th r esh o ld   1 7 :                       Pr o b c o n n ec tio n   s tr en g th   f ( u ,   v )   1 8 :                       i f   f ( u ,   v )     th en   1 9 :                               e( u ) ++ ,   e ( v ) ++ ; s tate( u ) -- ,   s tate( v ) --   2 0 :                       else   2 1 :                               s ( u ) ++ ,   s ( v ) ++   2 2 :                       i f   HC C ( u )   0   o r   H C C ( v )   0   th en   2 3 :                               r et u r n     2 4 :                       i f   s ( u )   e ( u )   =   n   −  1   th en   VS ←  VS    {u }   2 5 :                       i f   s ( v )   e ( v )   =   n   −  1   th en   VS ←  VS    {v }   2 6 :               en d   f o r   2 7 :       e n d   wh ile   2 8 : e n d   f o r   2 9 : r etu r n   VS w ith   ass o ciate d   in f er en ce   m etr ics     T h co m p u tatio n al  co m p lex it y   o f   th alg o r ith m   ca n   b a n aly ze d   as  f o llo ws:   i)   m o n ito r in g   an d   u p d atin g   t h KG  ac r o s s   | |   n o d es  r eq u ir es  ( | | ) ii)  co m m u n i ty   d etec tio n   ( lin 8 )   is   b o u n d ed   b y   ( | |    | | ) an d   iii)  af f in ity   s co r in g   an d   v alid atio n   ( lin es  1 6 2 5 )   r e q u ir ( | | ² )   in   th wo r s ca s e.   Ov er all,   th to tal  r u n tim p e r   o b s er v atio n        is   ap p r o x im at ely   ( | | ²   +   | |    | | ) .   W h ich   is   tr ac tab le  f o r   m e d iu m -   to   lar g e - s ca le  to p o lo g ies wh en   c o m p a r ed   with   DR L   tr ain in g   lo o p s .   cr itical  ch allen g in   d y n a m ic  en v ir o n m e n ts   is   co n ce p d r if t,  wh er th s tatis tical  p r o p er ties   o f   VNRs   ev o lv o v er   tim e.   T o   a d d r ess   th is ,   th f r am ewo r k   co n tin u o u s ly   r e - v alid ates  s em an tic  s im ilar ity   v alu e s   ( , )   ( 6 )   an d   th r esh o l d s   ( 7 )   at  ea ch   o b s er v atio n   win d o w.   I f   p r ev i o u s ly   in f er r e d   r elatio n s   n o   lo n g er   m ee th s em an tic  o r   r eso u r ce   th r esh o l d s ,   th ey   ar p r u n ed   f r o m   th e   KG,   en s u r in g   th at  e m b ed d in g   r em ain s   co n s is ten with   cu r r en n etwo r k   c o n d itio n s .     2 . 5 .     O pti m iza t io a nd   decisi o n - m a k ing   T h is   p h ase  ev alu ates  th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   in f er en ce - d r iv e n   VNE   f r am ewo r k   u s in g   r u n tim ef f icien cy ,   r eso u r ce   u tili za tio n ,   lo ad   b alan cin g ,   an d   f au lt  r ec o v er y   m etr ics.  T h ese  in d icato r s   q u a n tify   th im p ac t o f   h id d e n   r elatio n   i n f er en ce   o n   em b ed d i n g   p e r f o r m an ce   u n d er   d y n am ic  c o n s tr ain ts .   i)   R u n tim ac ce ler atio n r u n tim is   m ea s u r ed   as  th tim e   r eq u ir ed   to   em b ed   VNR  in   th s u b s tr ate   n etwo r k ,   as g iv e n   in   ( 1 5 ) .        =      ( 1 5 )     wh er      is   th tim r eq u ir ed   to   g en er ate  an d   co r r ec tly   em b e d   VNR in   th s u b s tr ate  n etwo r k .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 1 1 8 1 - 1 1 9 3   1188   ii)   R eso u r ce   u tili za tio n   ef f icien c y th is   m etr ic   is   in ten d e d   to   ass es s   h o well  th e   in f er e n c e - b ased   laten t   r elatio n   d etec tio n   alg o r ith m   ( Alg o r ith m   1 )   f in d s   h id d e n   lin k s   b etwe en   n etwo r k   item s .   R eso u r ce   u tili za tio n   r ef lects th ef f ec tiv en ess   o f   in f er r e d   r elatio n s   in   g u id in g   n o d a n d   p ath   s elec tio n .   iii)   Dec is io n   v alid atio n th lo ad   b alan ce   in d ex   ( L B I )   as  in   ( 1 6 )   an d   f au lt  r ec o v e r y   ef f icien c y   as  in   ( 1 7 )   ar e   u s ed   to   ev alu ate  wo r k lo a d   d is tr ib u tio n   a n d   s y s tem   r esil ien ce .      = 1     ( 1 6 )      =       +    ( 1 7 )     iv )   Sy s tem   ev alu atio n   p h ase:  in   ( 1 8 )   is   u s ed   t o   ev alu ate  th e   o v er all  ef f ec tiv e n ess   an d   s ca lab ilit y   o f   th e   p r o p o s ed   s y s tem .   h ig h er   ac ce p tan ce   r atio   m ea n s   b etter   lo ad   d is tr ib u tio n ,   b etter   e m b ed d in g ,   an d   in cr ea s ed   f lex ib ilit y   in   r esp o n s to   ch an g in g   n etwo r k   d em a n d s .            = l im = 0 = 0   ( 1 8 )           Fig u r 6 .   Flo wch ar o f   Alg o r ith m   1   illu s tr atin g   th e   m ain   p r o ce d u r al  s tep s       3.   SI M UL A T I O SE T UP   Simu latio n s   wer co n d u cte d   u s in g   Min in et  [ 2 6 ]   an d   ONOS  [ 2 7 ]   u n d er   v ar y in g   s u b s tr ate  s izes,  r eso u r ce   ca p ac ities ,   an d   VN R   ar r iv al  p atter n s   to   ev alu at s ca lab ilit y   an d   p e r f o r m an c e.   T h s im u latio n   ex p er im en ts   h a v b e en   c o n d u cted   u s in g   v ar iety   o f   C PUs   r an g in g   f r o m   5   to   5 0   with   u p   to   1 0 0   p r o ce s s in g   n o d es,  an d   5 0 0   co m m u n icatio n   lin k s   with   b an d wid th   r a n g in g   f r o m   1 0   to   1 0 0   M b p s .   T h e   VNRs   v ar ied   f r o m     2   to   5 0   v ir t u al  n o d es,  an d   d if f er en ar r iv al  r ate,   t o   test   s ca l ab ilit y   an d   th alg o r ith m s   ef f icien cy   in   ter m s   o f   r u n tim an d   r eso u r ce   u tili za tio n   in   6 d atac e n ter s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       K n o w led g g r a p h - b a s ed   en h a n ce d   virt u a l n etw o r emb ed d i n g   fo r   6 clo u d     ( S h o u r o A b d elra h im )   1189   3 . 1   Da t a s et   s chem a   a nd   prepro ce s s ing   Data ce n ter   ass ets  wer r ep r esen ted   as  s em an tically   en r ich ed   KG  with   n o r m alize d   n o d an d   lin k   attr ib u tes.  T h p r ep r o ce s s in g   in clu d es i t y p h ar m o n iza tio n   ( SI  u n its ) ,   ii )   m in m ax   n o r m aliza tio n   o f   n u m er ical  attr ib u tes  to   [ 0 ,   1 ] ,   iii )   d ed u p licatio n   o f   ex ac t/n ea r - d u p licate  ass ets,  iv )   I ca n o n icaliza tio n   f o r   en tity   lin k in g ,   v )   o u tlier   clip p in g   at  1 s t/9 9 th   p e r ce n tiles ,   an d   vi )   o n to lo g y   tag g in g   ( e. g . ,   C o m p u te. C PU,   Netwo r k . B an d wid th )   f o r   s em a n tic  en r ich m en t .   T h is   o n to l o g y   tag g in g   was  u s ed   in   s im ilar ity   f u n ctio n   ( , ) .     3 . 2 .     H y perpa ra m e t er   t a ble   All  r elev an ex p er im en tal  p a r am eter s   an d   s y m b o ls   u s ed   in   th is   s tu d y   ar s u m m ar is ed   in   T ab le  2 .   T h ese  in clu d t h ,   t hr es ho l d ,   s ee d s   K ,   v ir tu al  n etwo r k   s ize,   s u b s tr at s ize,   C PU  u n its ,   b an d wid th   lim its ,   co m m u n ity   d etec tio n ,   an d   c o n v er g en ce   g u a r d .   T h ese  p ar am eter s   d eter m in th co n tr o b eh av io r   o f   th e   alg o r ith m   ( e . g .   ea r l y   ter m in atio n   an d   t hr es h o l d )   as  well  as  th s im u latio n   en v ir o n m en a n d   r eso u r ce s   co n s tr ain ts   ( e. g .   C PU,  b an d wi d th ,   an d   v ir tu al  n etwo r k   s ize  o f   th n o d es).   I n   o r d er   t o   en s u r f air   co m p a r is o n   o f   th tr ials   an d   t h r ep r o d u cib ilit y   o f   th r esu lts ,   th tr ials   s h all  b s et  u p   an d   clea r ly   r ep o r ted .       T ab le  2 Simu latio n   p ar am eter s   an d   h y p er p ar a m eter   s ettin g s   S y mb o l   /   n a me   M e a n i n g   V a l u e /   r a n g e       S e ma n t i c   a f f i n i t y   t h r e sh o l d   i n   ( 6   a n d   7)   0 . 6 5   ( d e f a u l t ) ,   sw e p t   0 . 5 0 . 8   th r e s h o l d     R e s o u r c e / f e a s i b i l i t y   c u t o f f   ( p a t h / c a p a c i t y )   0 . 6   o f   r e s i d u a l   c a p a c i t y   ( l i n k + n o d e )       O b serv a t i o n   w i n d o w   ( r e - i n f e r e n c e   p e r i o d )   50 - t i m e   u n i t s   S e e d s     I n d e p e n d e n t   r u n p e r   sce n a r i o   10   V i r t u a l   n e t w o r k   s i z e   V N R   v i r t u a l   n o d e s   p e r   r e q u e st   2 3 2   ( a l so   t e st e d   2 5 0   i n   s t r e ss)   S u b s t r a t e   s i z e   P h y s i c a l   n o d e s/ l i n k s   u p   t o   1 0 0   n o d e s/ 5 0 0   l i n k s   C P U   u n i t s   P e r   n o d e   c a p a c i t y   ( n o r mal i z e d )   5 5 0   u n i t s   B a n d w i d t h   l i mi t s   P e r   l i n k   c a p a c i t y   10 1 0 0   M b p s   C o mm u n i t y   d e t e c t i o n   Tr i g g e r   & me t h o d   W h e n   a v g .    ( )   <   th r e s h o l d   Ea r l y - st o p   C o n v e r g e n c e   g u a r d   N o   c h a n g e   i n   a c c e p t a n c e   f o r   3   w i n d o w s       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h p er f o r m an ce   o f   th VN E   f r am ewo r k   was  ev alu ated   th r o u g h   r an g o f   s ce n ar i o s .   I wa s   ass es s ed   u s in g   k ey   p er f o r m a n ce   m etr ics,  i n clu d in g   r u n ti m e,   n o d es  an d   lin k s   u tili za tio n ,   l o ad   b alan cin g ,   en er g y   ef f icien c y ,   a n d   ac ce p t an ce   r atio .   T o   v alid ate   th e   r esu lts ,   o u r   r esu lts   co m p a r ed   with   th r esu lts   o f     s tate - of - th e - ar t a lg o r ith m s ,   in c lu d in g   GC N+ R L   [ 2 3 ] ,   Gr a p h ViNE   [ 2 4 ] ,   A3 C +G C [ 2 1 ] ,   a n d   Dee p ViNE   [ 2 2 ] .     4 . 1 .     Runtim a cc eler a t io n   T ab le  3   r ep o r ts   r u n tim r esu lts   u n d er   v ar y in g   c o n d itio n s .   Un less   o th er wis e   s tated ,   all   r ep o r ted   r esu lts   r ep r esen th av er a g o f   1 0   r u n s ,   with   s tan d ar d   d e v iatio n   in d icate d .   Sig n if ican c was  test ed   u s in g   p air ed   t - test s   at  9 5 co n f i d en ce   lev el  ( p   <0 . 0 5 ) .   C o m p ar ed   to   A3 C +G C [ 2 1 ]   wh er th ey   p r esen ted   a   r u n tim o f   0 . 2 1 9 ± 0 . 0 0 6   s ec o n d s   at  an   ar r iv al  r ate  o f   4   to   2 0   VNRs   p er   1 0 0 - tim u n its   at  r eso u r ce   r eq u est  r ate   o f   0 . 2 2 7 ± 0 . 0 0 7   s ec o n d s ,   an d   0 . 4 7 6 ± 0 . 0 0 8   s ec o n d s ,   at  n o d e   s ize  ex p an s io n   f r o m   2   to   3 2   n o d es,  th p r o p o s ed   s o lu tio n   s h o wed   co n s is ten i m p r o v e m en ts   in   th s ca lab ilit y   an d   r u n tim s tab ilit y   u n d er   d if f er en d atac en ter   n etwo r k   co m p lex ities .       T ab le  3 .   T h av er a g r u n tim in   s ec o n d   Te st   t y p e   Te st   d e t a i l s   A v e r a g e   r u n t i me  ( s e c o n d s)   A r r i v a l   r a t e   V a r y i n g   a r r i v a l   r a t e s   f r o 4   t o   2 0   V N R p e r   1 0 0 - t i me   u n i t s   0 . 6 5 0 ± 0 . 0 1 4   R e s o u r c e   r e q u e s t   V a r y i n g   C P U   a n d   b a n d w i d t h   d e ma n d   f r o m 0   t o   3 0   u n i t s   0 . 7 5 0 ± 0 . 0 2 1   N o d e   si z e   e x p a n s i o n   I n c r e a si n g   v i r t u a l   n o d e   si z e   f r o 2   t o   3 2   n o d e s   0 . 8 5 0 ± 0 . 0 1 7       4 . 2 .     Reso urce   utiliza t io n   Fig u r 7   illu s tr ates  th r eso u r ce   u tili za tio n   ac h iev ed   b y   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m .   T h ese  r e s u lts   h av e   b ee n   co m p a r ed   with   th r esu l ts   o f   lately   p u b lis h ed   r esear ch   s u ch   as  in   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] ,   [ 2 4 ] ,   wh er th ey   ac h ie v ed   0 . 7 9 6 ± 0 . 0 0 1 ,   0 . 8 0 0 ± 0 . 0 0 1 ,   an d   0 . 8 0 0 ± 0 . 0 0 1   n o d u tili za tio n ,   r esp ec tiv ely ,   an d   0 . 7 5 0 ± 0 . 0 0 1 ,   0 . 8 5 0 ± 0 . 0 0 1 ,   an d   0 . 4 0 0 ± 0 . 0 0 1   lin k   u tili za tio n ,   r esp ec tiv el y ,   as   s u m m a r ized   in   Fig u r e   7 .   T ak i n g   a ll  to g eth er ,   th ese  co m p ar ativ e   in s ig h ts   h i g h lig h th e f f icien cy   o f   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m ,   co n f ir m   th at  th p r o p o s ed   s o lu tio n   o u tp er f o r m s   th ex is tin g   s o lu tio n s   in   ter m s   o f   r eso u r ce   n o d u tili za tio n ,   an d   th li n k   u tili za tio n   was  co m p ar ab le  t o   [ 2 4 ]   0 . 8 0 0 ± 0 . 0 0 1 ,   with   n o   s tatis tically   s ig n if ican d if f er en ce   p   0 . 9 8 .   T h ese  f in d in g s   co n f ir m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 1 1 8 1 - 1 1 9 3   1190   th at  th p r o p o s ed   s y s tem   im p r o v es  b o th   n o d an d   lin k   u tili za tio n ,   o f f er in g   s ig n if ican t   g ain s   ac r o s s   m o s b aselin es wh ile  p er f o r m in g   co m p etitiv ely   with   [ 2 4 ]   in   lin k   u tili za tio n .           Fig u r 7 .   No d es a n d   lin k s   u tili za tio n   r esu lts   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   co m p ar e d   with   th at  in   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] ,   [ 2 4 ]       4 . 3 .     L o a d ba la ncing   a nd   s y s t em   s t a bil it y   T h p r o p o s ed   al g o r ith m   ac h i ev ed   n o d r eso u r ce   b alan c s co r ex ce ed i n g   0 . 9 0 5 ± 0 . 0 0 4   wh ile  it  s u cc ee d ed   in   m ain tain in g   lin k   lo ad   im b alan ce   r atio   o f   0 . 2 5 0 ± 0 . 0 0 3 .   T h c o m p ar is o n   with   [ 2 1 ]   as su m m ar ized   in   T ab le  4   s h o ws  th at  th lo ad   im b alan ce   r atio   ef f icien cy   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   ex ce e d ed   th at  in   [ 2 1 ]   by  ap p r o x im ately   0 . 2 3   w h er th ey   attain ed   a   b alan ce   s co r o f   0 . 6 7 0 ± 0 . 0 0 3 .   Me a n wh ile,   t h co m p ar is o n   also   s h o wed   th at  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   s u cc ess f u lly   k ep t   lo wer   lin k   lo ad   im b alan ce   r atio   b y   ap p r o x im ately   0 . 1 3   c o m p ar e d   with   th at  in   [ 2 1 ]   wh er th ey   d e m o n s tr ated   h ig h er   im b alan ce   r atio   o f   0 . 3 8 1 ± 0 . 0 0 2 .       T ab le  4 .   C o m p a r is o n   o f   n o d e   r eso u r ce   b alan ce   s co r an d   lin k   im b alan ce   r atio   with   b aselin [ 2 1 ]   M e t r i c   P r o p o se d   h i d d e n   a l g o r i t h m   A 3 C + G C V   N o d e   r e s o u r c e   b a l a n c e   s c o r e   > 0 . 9 0 5 ± 0 . 0 0 4   0 . 6 7 0 ± 0 . 0 0 3   Li n k   l o a d   i mb a l a n c e   r a t i o   0 . 2 5 0 ± 0 . 0 0 3   0 . 3 8 1 ± 0 . 0 0 2       4 . 4 .     E nerg y   ef f iciency   a nd   co m pu t a t io na o v er hea d r educt io n   s et  o f   s im u latio n   s ce n ar io s   h av b ee n   co n d u cte d   to   ev alu ate  th en er g y   co n s u m p tio n   o f   th VNE   p r o ce s s   u n d e r   d if f er en VNR  s izes.  T h s im u latio n   r esu lt s   s h o wed   th at  th p r o p o s ed   alg o r ith m   r ed u ce d   en er g y   c o n s u m p tio n   b y   2 4 . 9 0 ± 0 . 0 1 ,   2 4 . 8 0 ± 0 . 0 1 ,   a n d   2 3 . 9 0 ± 0 . 0 1   f o r   s m all,   m e d iu m ,   an d   lar g VNRs ,   r esp ec tiv ely ,   co m p ar ed   to   th at  attain ed   wh en   t h s im u la tio n   is   p er f o r m ed   u s in g   th e   b aselin e.   T ab le  5   h ig h lig h ts   th r ed u ctio n   o f   e n er g y   c o n s u m p tio n   u s in g   th e   p r o p o s ed   h id d e n   in f er e n ce   a lg o r ith m   co m p ar ed   with   th at  p r esen ted   i n   [ 2 8 ] ,   w h er th e y   s h o wed   a   r ed u ctio n   in   e n er g y   c o n s u m p tio n   2 4 . 8 0 ± 0 . 0 1 ,   2 4 . 8 0 ± 0 . 0 1 ,   an d   2 3 . 9 0 ± 0 . 0 1   f o r   s m all,   m e d iu m ,   a n d   la r g VNRs ,   r esp e ctiv ely ,   co m p ar ed   to   t h b ase lin e.   Ho wev er ,   th e   co m p ar ativ r esu lts   in   T ab le  5   s h o s lig h im p r o v em e n t   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   o v er   th at  in   [ 2 8 ] ,   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   d em o n s t r ates  b etter   r eso u r ce   o r ch estra tio n ,   co n s is ten cy ,   s u s tain ab ilit y ,   s tab ilit y ,   an d   lo wer   v ar ian ce   d u r in g   t h em b ed d in g   p r o ce s s   ac r o s s   v ar y in g   VNR  s izes,  co m p ar ed   with   th en er g y   ef f icien t   alg o r ith m   in   [ 2 8 ]   th at  s h o ws n o tab le  f lu ctu atio n s   an d   h i g h er   co m p u tatio n al  o v er h ea d s .       T ab le  5 .   E n er g y   co n s u m p tio n   co m p ar is o n   with   t h at   in   [ 2 8 ]   A l g o r i t h m   S mal l - s i z e d   V N R s   M e d i u m - si z e d   V N R s   La r g e - si z e d   V N R s   P r o p o se d   h i d d e n   i n f e r e n c e   a l g o r i t h m   2 4 . 9 0 ± 0 . 0 1   2 4 . 8 0 ± 0 . 0 1   2 3 . 9 0 ± 0 . 0 1   En e r g y - e f f i c i e n t   a l g o r i t h m   [ 2 8 ]   2 4 . 8 0 ± 0 . 0 1   2 4 . 8 0 ± 0 . 0 1   2 3 . 9 0 ± 0 . 0 1       4 . 5 .     Acc ept a nce  r a t io   f o v ir t ua l net wo rk   re qu ests   T h last   s et  o f   s im u latio n   s ce n ar io s   h av b ee n   d ev o ted   to   ev alu atin g   th m o d el  ac ce p tan ce   r atio   o v e r   tim u n d er   d if f er e n a n d   v ar y in g   VNR  s izes  an d   co n d itio n s .   Fig u r 8   illu s tr ates  th is   r esu lt  co m p ar ed   with   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.