一种基于虚拟网络连接特性的虚拟网络映射方法技术

本发明专利技术公开了一种基于虚拟网络连接特性的虚拟网络映射方法，包括如下步骤：（1）根据虚拟网络邻接节点对的亲密度将待映射虚拟网络划分成映射等级递增或递减的星型子网和链路；（2）利用物理网络的所有节点的剩余资源聚集度，将所述星型子网和链路按照映射等级从高到低的顺序映射到物理网络。通过本发明专利技术的映射方法，潜在数据通信量越大，即亲密度越大的邻接节点对，具有更大可能的获得最优物理网络资源，因此本发明专利技术能够统一不同虚拟网络请求的资源分配，从而提高虚拟网络请求接收率和物理网络资源利用率，同时又兼顾物理网络的负载均衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及网络
，具体设及一种基于虚拟网络连接特性的虚拟网络映射 方法。
技术介绍
随着云计算的发展，物理网络基础设施逐渐集中地由少数设备提供商 (In化astruc化reProvider,In巧供应，而业务开发商只需要向InP发出虚拟网络请求，定 制个性化的虚拟拓扑网络，随着业务的变化业务开发商也能够灵活地调整虚拟网络结构， 该样不仅省去物理网络基础设施的自备问题，同时有助于提高业务开发效率。InP实时地接 收各个业务开发商多样化的虚拟网络请求并把它们映射到同一公共物理网络上，为了提高 资源利用率获得更高的收益，必须合理地分配底层物理网络资源，同时也需要考虑网络虚 拟资源负载均衡问题，W避免少数节点或链路负载过热而降低虚拟网络映射成功率。 网络虚拟化技术是对网络的一种抽象技术，W解决现有网络僵化问题，提供灵活 可变的虚拟拓扑网络。由于虚拟网络拓扑的多样化，而且映射时不仅要考虑虚拟节点W及 链路的资源请求问题，同时还需要综合考虑各种映射效益问题，如最大化资源利用率、尽量 均衡使用公共物理网络资源W提供更好的服务体验；同时，虚拟网络可能还包含其他限制， 如节点的地理位置、链路时延等等，因此，将多个不同的虚拟网络映射到同一公共物理网络 是一个NP-hard问题。 虚拟网络映射问题主要包括虚拟节点映射和虚拟链路映射，一般而言，每一个虚 拟节点被映射到一个不同的物理节点，而每一条虚拟链路映射到一条物理路径，该路径至 少包含一条物理链路。目前虚拟网络映射的解决方法根据节点映射和链路映射是否分阶 段进行，分为一步映射和二步映射。二步映射一般先进行虚拟节点映射，再进行链路映射。 由于二步映射中节点映射和链路分阶段进行，会造成节点映射基本没有考虑虚拟节点之间 的连接特性，因此会导致较大的映射成本，最终导致较低的资源利用率。在链路映射阶段， 如果虚拟链路可分流，那么一般将链路映射问题看作多物网络流问题（Multi-commodity FlowProblem,MCF);如果不可分时，贝ij采用K最短路径算法寻找一条可行映射路径。一步 映射一般有二个解决方向。一个方向是虚拟网络映射进行混合整数规划（MixedInteger Program,MI巧建模，然后得到最优解。由于解法太过复杂，因此该解决方向不可取。如 《Virtualnetworkembeddingwithcoordinatednodeandlinkmapping》（INFOCOM 2009,I邸E.IE邸，2009:783-791) -文将有位置限制的虚拟节点扩展到原物理网络某个区 域，然后进行MIP建模，最后采用松弛技术将原MIP问题简化为一个指数时间可解决的线性 规划问题（LinearProgram,LP)。另外一个方向是对网络进行简化，然后采用捜索回溯的 方法来寻找可行的映射方案。如《Virtualnetworkembeddingt虹0U曲topolog}f-aware noderanking))(ACMSIGCOMMComputerCommunicationReview, 2011, 41 (2) : 38-47) 一文 采用类似网页排名算法对网络节点进行排序，然后将原虚拟网络简化成一个W排名最大节 点为根的宽度优先捜索树，最后采用宽度优先捜索算法寻找可映射节点。此算法只是考虑 了部分虚拟网络连接特性而且引入固定的捜索宽度限制。 W往虚拟网络映射算法的节点映射要么没有考虑对链路映射的影响，要么平等地 看待所有虚拟链路。也就是说映射简单地采用跳数化op)来度量对链路映射的影响，基本 都认为中间隐藏节点对物理节点的资源消耗为0。而现实情况是中间隐藏节点也会消耗 物理节点一定的CPU资源；此外，对于优先级一样的不同虚拟请求，不同的是请求到达的时 间，那么一些较优资源都会被到达时间较早的虚拟请求"霸占"。目前基本没有一种有针对 性的重映射策略，要么定期重映射包含负载过重节点或链路的虚拟请求，如《Rethinking virtualnetworkembedding:substratesupportforpathsplittingandmigration》 (ACMSIGCOMMComputerCommunicationReview, 2008, 38 (2) : 17-29);要么简单地根据优 先级进行迁移，女曰《Topology-awarenessandreoptimizationmechanismforvirtual networkembedding》（SpringerBerlinHeidelberg, 2010)。 《Optimalmappingofvirtualnetworkswithhiddenhops》 (TelecommunicationSystems, 2012, 51 (4) :273-282) 一文在虚拟网络映射考虑中间隐藏 化iddenhops)对物理节点CPU资源请求，但是该文并没有解决节点映射，只是假设所有节 点已经映射完成，然后为每条虚拟链路W贪婪的方式选择一条最短可映射路径，W此来尽 量减少中间隐藏节点。《Topolog}f-awarePartialVirtualClusterMappingAlgorithm onSharedDistributedInfrastructures》（ParallelandDistributedSystems,IEEE Transactionson, 2014, 25(10) :2721-2730) -文认为不同的虚拟节点或链路具有不同重 要性，提出一种部分虚拟集群映射（VirtualClusterMapping,VCM)算法，但是该通过设定 阔值的方式来确定节点和链路的重要与否，而且算法只是映射被认为"重要"的链路，不适 合虚拟网络全映射情景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，W克服现 有技术的全部或部分缺陷。 为了实现上述目的，利用本专利技术的虚拟网络的映射方法将虚拟网络请求映射到物 理网络包括W下步骤： (1)根据虚拟网络邻接节点对的亲密度将待映射虚拟网络划分成映射等级递增或 递减的星型子网和链路； 似利用物理网络的所有节点的剩余资源聚集度，将所述星型子网和链路按照映 射等级从高到低的顺序映射到物理网络。 进一步地，本专利技术所述虚拟网络为简单图，物理网络为简单连通图。 进一步地，本专利技术所述星型子网的节点的个数大于等于1 ;其中，当所述星型子网 的节点的个数大于1时，所述星型子网为连通图且至多只有一个节点的度值大于1。 进一步地，在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤一按W下方法执行： 步骤（1);计算虚拟网络所有邻接节点对的亲密度，设置映射等级变量 QirrentLevel的初始值为LevelO,LevelO为任意实数； 步骤（2);判断当前虚拟网络是否包含节点；如果不包含节点，则结束对虚拟网络 的划分；否则，执行步骤（3); 步骤（3);判断当前虚拟网络是否属于所述星型子网：如果属于，则将当前虚拟网 络的映射等级设置为当前映射等级变量化rrentLevel的值，并结束对虚拟网络的划分； 如果当前虚拟网络不属于所述星型子网，则将当前虚拟网络中亲密度最小的邻接 节点对之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟网络的映射方法，其特征在于，将虚拟网络请求映射到物理网络包括以下步骤：(1)根据虚拟网络邻接节点对的亲密度将待映射虚拟网络划分成映射等级递增或递减的星型子网和链路；(2)利用物理网络的所有节点的剩余资源聚集度，将所述星型子网和链路按照映射等级从高到低的顺序映射到物理网络。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢立，宋克兰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33