一種基于鏈路優(yōu)先的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于鏈路優(yōu)先的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其步驟如下：當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)中還存在自由組件時(shí)，每次選擇虛擬網(wǎng)絡(luò)中帶寬需求最大的虛擬鏈路及與其相連的兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自由組件；映射該自由組件及與之相連的受限組件到物理網(wǎng)絡(luò)上；當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)中不再存在自由組件時(shí)，映射剩下的受限組件和固定組件。通過本發(fā)明提供的方法，能夠降低鏈路資源的消耗，高效利用物理網(wǎng)絡(luò)資源從而提高虛擬網(wǎng)絡(luò)的接受率。
【專利說明】一種基于鏈路優(yōu)先的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于鏈路優(yōu)先的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)虛擬化是用來解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)僵化問題的新興技術(shù)。它允許多個(gè)彼此隔離并具有不同拓?fù)涞奶摂M網(wǎng)絡(luò)共存于物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上。虛擬網(wǎng)絡(luò)映射是網(wǎng)絡(luò)虛擬化中的重要問題，它需要按照某些約束條件將虛擬網(wǎng)絡(luò)映射到底層物理設(shè)施上。在這個(gè)問題中，虛擬網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點(diǎn)集和連接節(jié)點(diǎn)的鏈路集共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，映射時(shí)各個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)要部署在滿足需求的不同物理節(jié)點(diǎn)上，虛擬鏈路要映射到滿足需求的物理路徑上。
[0003]專利號為201110364076.9的專利(一種基于粒子群優(yōu)化的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法及系統(tǒng))，該發(fā)明提供了一種新的基于粒子群優(yōu)化的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法。該方法以映射開銷作為適應(yīng)度函數(shù)，重新對粒子的參數(shù)和相關(guān)操作進(jìn)行了定義。專利號為201210061735.6的專利(一種雙向排序的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法)，該發(fā)明提供了一種雙向排序的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法。該方法可以主動(dòng)判斷當(dāng)前虛擬網(wǎng)絡(luò)映射系統(tǒng)的狀態(tài)，并調(diào)用相應(yīng)的排序方法:若當(dāng)前虛擬網(wǎng)絡(luò)的收入規(guī)模小于底層物理網(wǎng)剩余資源的規(guī)模，則使用正向排序方法；若當(dāng)前虛擬網(wǎng)絡(luò)的收入規(guī)模等于或大于底層物理網(wǎng)剩余資源的規(guī)模，則使用反向排序方法。最后調(diào)應(yīng)相應(yīng)的映射方法進(jìn)行映射。
[0004]上述第一個(gè)專利中需要建立一個(gè)粒子群系統(tǒng)，并為粒子分配速度，由于這每一輪迭代中都存在這一個(gè)步驟，最終會(huì)降低方法的性能。而上述第二個(gè)專利基于虛擬網(wǎng)絡(luò)帶來的收益和物理網(wǎng)絡(luò)的可用資源進(jìn)行排序操作，但是當(dāng)物理網(wǎng)絡(luò)中存在大量碎片資源時(shí)，會(huì)導(dǎo)致映射方法的失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)解決的技術(shù)問題
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，能夠降低鏈路資源的消耗，高效利用物理網(wǎng)絡(luò)資源從而提高虛擬網(wǎng)絡(luò)的接受率。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下方式予以實(shí)現(xiàn):
[0009]一種虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射方法，該方法用于將虛擬網(wǎng)絡(luò)映射到物理網(wǎng)絡(luò)上，包括:
[0010]當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)中還存在自由組件時(shí)，每次選擇虛擬網(wǎng)絡(luò)中帶寬需求最大的虛擬鏈路及與其相連的兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自由組件；
[0011]映射該自由組件及與之相連的受限組件到物理網(wǎng)絡(luò)上；
[0012]當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)中不再存在自由組件時(shí)，映射剩下的受限組件和固定組件到物理網(wǎng)絡(luò)上。
[0013]其中，所述映射自由組件，包括遍歷物理網(wǎng)絡(luò)中可用物理節(jié)點(diǎn)及其確定的最短路徑，找到滿足自由組件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力和鏈路帶寬的約束的一條最短路徑及其兩個(gè)物理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。
[0014]其中，所述映射自由組件還包括，在滿足自由組件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力和鏈路帶寬的約束的最短路徑中，找到帶寬資源消耗最小的最短路徑及其兩個(gè)物理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。
[0015]其中，所述映射受限組件，包括選擇滿足該受限組件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力和鏈路帶寬的約束的一條最短路徑及相應(yīng)物理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。
[0016]其中，所述映射受限組件還包括，在滿足該受限組件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力和鏈路帶寬的約束的最短路徑中，選擇帶寬資源消耗最小的最短路徑及相應(yīng)物理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。
[0017]其中，所述映射固定組件，包括將其虛擬鏈路映射到滿足其鏈路帶寬約束的一條最短路徑上。
[0018]其中，所述映射固定組件還包括，在滿足該固定組件的鏈路帶寬約束的最短路徑中，選擇帶寬資源消耗最小的最短路徑進(jìn)行映射。
[0019](三)有益效果
[0020]本發(fā)明至少具有如下有益效果:
[0021]本發(fā)明中，首先選擇自由組件時(shí)，每次選擇虛擬網(wǎng)絡(luò)中帶寬需求最大的虛擬鏈路及與其相連的兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自由組件，隨后映射與此鏈路關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)，從而以此控制帶寬需求大的虛擬鏈路所映射的物理路徑的跳數(shù)，進(jìn)而降低鏈路資源的消耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種基于鏈路優(yōu)先的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法的流程圖；
[0024]圖2是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例提供的一種基于鏈路有限的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法的流程圖；
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中組件的示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中一個(gè)具體虛擬網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]本發(fā)明所有實(shí)施例中，將一條鏈路和鏈路兩端的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)定義為一個(gè)組件。如圖3所示，根據(jù)節(jié)點(diǎn)映射狀態(tài)，本發(fā)明進(jìn)一步將組件分為三類:(a)自由組件:兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)均未被映射；(b)受限組件:兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)僅有一個(gè)被映射；(c)固定組件:兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)均被映射。與自由組件、受限組件和固定組件相對應(yīng)的分別是自由鏈路、受限鏈路和固定鏈路。[0029]參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于鏈路優(yōu)先的快速協(xié)同網(wǎng)絡(luò)映射方法，包括如下步驟。
[0030]步驟101:當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)中還存在自由組件時(shí)，每次選擇虛擬網(wǎng)絡(luò)中帶寬需求最大的虛擬鏈路及與其相連的兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自由組件。
[0031]步驟102:映射該自由組件及與之相連的受限組件到物理網(wǎng)絡(luò)上。
[0032]步驟103:當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)中不再存在自由組件時(shí)，映射剩下的受限組件和固定組件。
[0033]本發(fā)明的實(shí)施例中，選擇自由組件時(shí)，優(yōu)先選擇虛擬網(wǎng)絡(luò)中帶寬需求最大的虛擬鏈路及與其相連的兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自由組件，隨后映射與此鏈路關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)，從而以此控制帶寬需求大的虛擬鏈路所映射的物理路徑的跳數(shù)，進(jìn)而降低鏈路資源的消耗。
[0034]下面通過一個(gè)具體的例子，來更為詳細(xì)的說明本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)過程。參見圖2，該過程包括如下步驟:
[0035]步驟201:當(dāng)接收到虛擬網(wǎng)絡(luò)請求時(shí)，設(shè)置迭代次數(shù)region=0。
[0036]步驟202:初始化。
[0037]在本步驟中，初始化是指初始化未映射的虛擬節(jié)點(diǎn)集合、未映射的虛擬鏈路集合、已映射的虛擬節(jié)點(diǎn)集合和已映射的虛擬鏈路集合。
[0038]步驟203:選擇虛擬網(wǎng)絡(luò)中的自由組件。
[0039]本步驟中，選擇虛擬網(wǎng)絡(luò)中的自由組件，優(yōu)先選擇寬帶需求大的虛擬鏈路及其相連的兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)。如圖4所示，優(yōu)先選擇虛擬節(jié)點(diǎn)e，f構(gòu)成的組件，因?yàn)檫B接e，f的虛擬鏈路寬度需求最大，為55。
[0040]步驟204:映射自由組件和所有與之相連的受限組件。
[0041]如圖4所示，上述步驟中已選擇自由組件{e，f}，則此步驟中映射自由組件{e，f}，及其與之相連的受限組件{d，e}。映射自由組件的方法是按順序遍歷所有可用的物理節(jié)點(diǎn)對確定的最短路徑，直到找到滿足自由組件的節(jié)點(diǎn)和鏈路約束的路徑為止。其中需要滿足的三個(gè)約束為:(I)物理路徑的跳數(shù)限制hfree ;(2)兩個(gè)物理節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力約束；(3)物理路徑的帶寬約束。
[0042]步驟205:所述映射自由組件和所有與之相連的受限組件，若映射成功，則轉(zhuǎn)至步驟206，若映射失敗，則轉(zhuǎn)至步驟209。
[0043]步驟206:檢查虛擬網(wǎng)絡(luò)中是否還有自由組件，若還有自由組件，則轉(zhuǎn)至步驟203，若沒有自由組件，則轉(zhuǎn)至步驟207。
[0044]以圖4所示的虛擬網(wǎng)絡(luò)為例，除去上述步驟中映射的自由組件，
[0045]還有自由組件{a，b}，則轉(zhuǎn)至步驟203，繼續(xù)映射自由組件{a，b}及其相連的受限組件{b, c}。
[0046]步驟207:映射剩下的受限組件和固定組件。
[0047]如圖4所示，此時(shí)虛擬網(wǎng)絡(luò)中還剩下受限組件{c，g}和{d，g}，以及固定組件{C，d}，其中，映射固定組件時(shí)，由于固定組件{c，d}中的兩端的虛擬節(jié)點(diǎn)C和d在上述步驟中已經(jīng)映射道相應(yīng)的物理節(jié)點(diǎn)上，則只需映射剩下的虛擬鏈路，因此只需將固定鏈路映射到由相應(yīng)物理節(jié)點(diǎn)所確定的符合約束的最短路徑上即可。
[0048]步驟208:若映射剩下的受限組件和固定組件不成功，則轉(zhuǎn)至步驟209，若映射成功，則轉(zhuǎn)至步驟212。[0049]步驟209:修改迭代次數(shù)region。
[0050]本步驟中，有一個(gè)重要的參數(shù)region，它表示迭代次數(shù)，同時(shí)也決定了虛擬網(wǎng)絡(luò)將要被映射到的物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。由于方法是從映射虛擬網(wǎng)絡(luò)的自由組件開始，然后延伸映射與自由組件相連的受限組件而逐步完成的，在方法中物理網(wǎng)絡(luò)中的所有物理節(jié)點(diǎn)按順序編
號為:0,1，...，Ns -1,當(dāng)?shù)螖?shù)為region時(shí)，令集合S = {regz’o?,…,Ns -1} , r 與
物理節(jié)點(diǎn)—一對應(yīng)。映射自由組件時(shí)的可用物理節(jié)點(diǎn)集合為S，由于映射自由組件時(shí)采
用的方式是按順序遍歷所有由S中的節(jié)點(diǎn)對確定的可用最短路徑，直到找到滿足自由組件的節(jié)點(diǎn)和鏈路約束的路徑為止，所以編號為region的物理節(jié)點(diǎn)附近的節(jié)點(diǎn)和鏈路會(huì)被優(yōu)先映射到。因此，region決定了虛擬網(wǎng)絡(luò)將要映射到的區(qū)域。
[0051]當(dāng)映射失敗時(shí)，用迭代繼續(xù)映射虛擬網(wǎng)絡(luò)。失敗是由于節(jié)點(diǎn)region附近的資源不足，所以將region更新為region+Ι繼續(xù)映射虛擬網(wǎng)絡(luò)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)迭代映射時(shí)，直接避開了編號為0，...，region的節(jié)點(diǎn)決定的區(qū)域,而是從編號為region+Ι的節(jié)點(diǎn)所決定的區(qū)域開始的；(2)迭代是整體迭代，而不是部分迭代。當(dāng)映射失敗時(shí)，方法會(huì)推翻之前已經(jīng)映射的所有組件，而不是采取回溯部分已經(jīng)映射組件的方式。由于在region附近的物理資源有限，如果采取回溯部分組件的方法，仍然會(huì)由于資源不足而導(dǎo)致失敗，如此只會(huì)增加回溯的次數(shù)，降低方法的效率。當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到上限時(shí)，如果虛擬網(wǎng)絡(luò)仍然沒有成功映射，那么這個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)就會(huì)被物理網(wǎng)絡(luò)拒絕。
[0052]步驟210:將迭代次數(shù)region更新為region+Ι后,檢查是否達(dá)到迭代上限,若達(dá)到上限值，則轉(zhuǎn)至步 驟211 ;若沒有達(dá)到上限值，則轉(zhuǎn)至步驟202。
[0053]此步驟中，所述達(dá)到迭代上限是指已經(jīng)映射過物理網(wǎng)絡(luò)中所有可以提供的資源，仍然沒有映射成功。
[0054]步驟211:判定映射失敗。
[0055]步驟212:結(jié)束虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射。
[0056]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射方法,其特征在于,該方法用于將虛擬網(wǎng)絡(luò)映射到物理網(wǎng)絡(luò)上，包括: 當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)中還存在自由組件時(shí)，每次選擇虛擬網(wǎng)絡(luò)中帶寬需求最大的虛擬鏈路及與其相連的兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自由組件； 映射該自由組件及與之相連的受限組件到物理網(wǎng)絡(luò)上； 當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)中不再存在自由組件時(shí)，映射剩下的受限組件和固定組件到物理網(wǎng)絡(luò)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述映射自由組件，包括遍歷物理網(wǎng)絡(luò)中可用物理節(jié)點(diǎn)及其確定的最短路徑，找到滿足自由組件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力和鏈路帶寬的約束的一條最短路徑及其兩個(gè)物理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述映射自由組件還包括，在滿足自由組件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力和鏈路帶寬的約束的最短路徑中，找到帶寬資源消耗最小的最短路徑及其兩個(gè)物理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述映射受限組件，包括選擇滿足該受限組件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力和鏈路帶寬的約束的一條最短路徑及相應(yīng)物理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述映射受限組件還包括，在滿足該受限組件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力和鏈路帶寬的約束的最短路徑中，選擇帶寬資源消耗最小的最短路徑及相應(yīng)物理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述映射固定組件，包括將其虛擬鏈路映射到滿足其鏈路帶寬約束的一條最短路徑上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述映射固定組件還包括，在滿足該固定組件的鏈路帶寬約束的最短路徑中，選擇帶寬資源消耗最小的最短路徑進(jìn)行映射。
【文檔編號】H04L12/46GK103856385SQ201310676161
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】王穎, 邱雪松, 熊文成, 李文璟, 熊翱, 陳興渝, 亓峰 申請人:北京郵電大學(xué)