一種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，包括：為物理網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算拓?fù)鋭?shì)；為所要映射的虛擬網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算拓?fù)鋭?shì)；根據(jù)計(jì)算得到的拓?fù)鋭?shì)，將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到物理網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)；將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬鏈路依次映射到物理網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)映射的過(guò)程中充分利用網(wǎng)絡(luò)全局信息和拓?fù)湮恢玫牟町?，提高映射的成功率?br>
【專利說(shuō)明】一種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別涉及一種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法。
【背景技術(shù)】
[0002]互聯(lián)網(wǎng)在過(guò)去的20年取得了巨大的發(fā)展，而同時(shí)也面臨著一系列的問(wèn)題，包括可擴(kuò)展性、安全性等，而網(wǎng)絡(luò)虛擬化被認(rèn)為是解決當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)僵化問(wèn)題的重要技術(shù)手段。在云計(jì)算與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)虛擬化能夠幫助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源的高效利用、動(dòng)態(tài)調(diào)度、有效隔離。網(wǎng)絡(luò)虛擬化通過(guò)抽象、分配、隔離機(jī)制，選擇性地進(jìn)行資源分配與調(diào)度，實(shí)現(xiàn)在相同的物理網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，并提高物理資源利用率、提高服務(wù)質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)的能耗開銷和運(yùn)營(yíng)成本。
[0003]在網(wǎng)絡(luò)虛擬化中，虛擬資源如何有效地分配到物理網(wǎng)絡(luò)，即虛擬網(wǎng)如何映射到底層網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。虛擬網(wǎng)映射問(wèn)題就是如何高效地根據(jù)虛擬網(wǎng)請(qǐng)求，在底層網(wǎng)絡(luò)上尋找合適的物理資源，創(chuàng)建滿足請(qǐng)求的虛擬網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程。虛擬資源的有效分配，需要同時(shí)考慮物理資源的CPU能力限制、帶寬限制、降低能耗、負(fù)載均衡、提高底層網(wǎng)絡(luò)收益、地理位置信息等眾多約束。
[0004]本領(lǐng)域技術(shù)人員將網(wǎng)絡(luò)虛擬化環(huán)境下虛擬資源的分配問(wèn)題抽象為一個(gè)圖論問(wèn)題，虛擬網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜臀锢砭W(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涠加脠D的形式來(lái)進(jìn)行描述。通常底層網(wǎng)絡(luò)可以描述為帶權(quán)重的無(wú)向圖，標(biāo)記為GS=(NS，Es)，Ns為底層節(jié)點(diǎn)的集合，Es為底層鏈路的集合。虛擬網(wǎng)也可以表示為帶權(quán)重的無(wú)向圖，描述為Gv= (Nv, Ev),包括虛擬節(jié)點(diǎn)Nv與虛擬鏈路的集合Ev。虛擬網(wǎng)的映射過(guò)程，就是尋找合適的滿足需求的底層資源，將虛擬網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淦ヅ涞轿锢砭W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪^(guò)程。虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射，需要將節(jié)點(diǎn)需求與鏈路需求都映射到底層的物理資源上，一般包括節(jié)點(diǎn)映射與鏈路映射兩個(gè)階段。節(jié)點(diǎn)映射主要考慮節(jié)點(diǎn)CPU能力的限制，鏈路映射考慮鏈路上的可用帶寬。圖1展示了虛擬網(wǎng)絡(luò)向底層網(wǎng)絡(luò)的映射示意。其中虛擬網(wǎng)A與虛擬網(wǎng)B共享了節(jié)點(diǎn)Α、B和A與B之間的鏈路資源。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中存在多個(gè)虛擬資源的分配方法，可以按照以下幾種方式對(duì)目前的虛擬資源分配方法進(jìn)行分類:
[0006](I)按照是否充分考慮了底層網(wǎng)絡(luò)或虛擬網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和鏈路資源約束進(jìn)行分類，可分為同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)和鏈路資源約束的映射方法和部分考慮節(jié)點(diǎn)或鏈路資源約束的方法。
[0007](2)按照虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的處理方式進(jìn)行分類，可分為在線映射方法和離線映射方法。離線映射是指在其被映射前，所有的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求信息是已知的，而在線映射方法不對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的到達(dá)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間以及拓?fù)湫畔⒌茸骷僭O(shè)。
[0008](3)按照不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射計(jì)算方式進(jìn)行分類，可分為集中式映射方法和分布式映射方法。分布式的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法一般通過(guò)底層節(jié)點(diǎn)協(xié)同完成虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，集中式的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法由中心控制機(jī)構(gòu)根據(jù)底層網(wǎng)絡(luò)資源情況，為虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求分配相應(yīng)的資源。
[0009](4)按照不同的虛擬節(jié)點(diǎn)和鏈路映射順序進(jìn)行分類，可分為二階段映射(虛擬節(jié)點(diǎn)優(yōu)先映射)與一階段映射(虛擬節(jié)點(diǎn)和鏈路同時(shí)映射)。二階段映射方法的節(jié)點(diǎn)映射和鏈路映射階段是分離的，而一階段映射的虛擬節(jié)點(diǎn)和鏈路映射是在同一階段完成的。
[0010]下面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中幾種典型的虛擬資源分配方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0011]1、參考文獻(xiàn) I “ZHU Y,AMMAR M.Algorithms for assigning substrate networkresources to virtual network components[A].Proc.1EEE INF0C0M[C], IEEE,2006:1-12”提出了一種基于貪婪算法解決節(jié)點(diǎn)映射問(wèn)題的啟發(fā)式方法，該方法將虛擬網(wǎng)映射問(wèn)題抽象成圖論問(wèn)題，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)資源是無(wú)限的，提出了無(wú)重配置的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法(VNA-1)和帶有重配置的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法(VNA-1I)。無(wú)重配置的虛擬網(wǎng)分配是指在整個(gè)虛擬網(wǎng)生命周期內(nèi)虛擬網(wǎng)分配固定，其基本思想是將虛擬節(jié)點(diǎn)映射到負(fù)載較輕并且離已被映射的虛擬節(jié)點(diǎn)較近的底層節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)映射完所有虛擬節(jié)點(diǎn)后，使用最短路徑算法映射虛擬鏈路。隨著虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的到達(dá)與離開，底層網(wǎng)絡(luò)資源狀況會(huì)發(fā)生改變，這會(huì)導(dǎo)致底層網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不均衡，資源利用率下降等問(wèn)題。為此，進(jìn)一步提出了帶有重配置的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法(VNA-1I )，該方法周期性地檢查底層節(jié)點(diǎn)和鏈路負(fù)載狀況，當(dāng)節(jié)點(diǎn)或鏈路的負(fù)載超越預(yù)先定義的閾值后，將對(duì)映射于該節(jié)點(diǎn)或鏈路上的所有虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重映射，以消除資源熱點(diǎn)問(wèn)題。
[0012]2、參考文獻(xiàn) 2 “LISCHKA J, KARL H.A virtual network mappingalgorithm based on subgraph isomorphism detection[A].Proc.1stACM VISAWorkshop [C], ACM, 2009:81-88”提出了一種子圖同構(gòu)檢測(cè)方法，該方法在同一階段映射虛擬節(jié)點(diǎn)和鏈路，當(dāng)虛擬節(jié)點(diǎn)被成功映射后，采用最短路徑算法映射與該節(jié)點(diǎn)相連的虛擬鏈路。在映射過(guò)程中，如果有虛擬鏈路映射失敗的情況發(fā)生，則回溯到上一個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)映射階段進(jìn)行節(jié)點(diǎn)重映射。該算法改進(jìn)了經(jīng)典的VF算法，在映射步驟中檢查節(jié)點(diǎn)與鏈路的資源約束條件，并且允許一條鏈路與一條路徑進(jìn)行匹配。由于該算法在同一階段映射虛擬節(jié)點(diǎn)和鏈路，因此可以有效的避免虛擬鏈路被映射到底層網(wǎng)絡(luò)中長(zhǎng)路徑的問(wèn)題，從而降低了虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的底層網(wǎng)絡(luò)資源開銷。該方法本質(zhì)上是一種回溯算法，計(jì)算開銷較大。
`[0013]3、參考文獻(xiàn) 3 “CHENG X，SU S，ZHANG Z, et al.Virtual network embeddingthrough topology-aware node ranking[J].ACM SIGCOMM Computer CommunicationReview,2011,41 (2):38-47”提出了一種拓?fù)涓兄奶摂M網(wǎng)絡(luò)映射方法。該方法是一種基于PageRank的方法,它采用了馬爾可夫隨機(jī)游走(random walk)模型。陔方法提出了一種新的節(jié)點(diǎn)資源度量方法NodeRank,節(jié)點(diǎn)的NodeRank值不僅可以反映當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的資源能力，還能夠反映其周圍節(jié)點(diǎn)的資源能力。一個(gè)節(jié)點(diǎn)u的排序由它的CPU處理能力，以及和它直接相連的鏈路帶寬決定，同時(shí)也受到可以從節(jié)點(diǎn)u到達(dá)的其他節(jié)點(diǎn)的影響。作者將些節(jié)點(diǎn)分為兩部分:與節(jié)點(diǎn)u通過(guò)一條鏈路直接相連的，和通過(guò)多次跳躍可以從節(jié)點(diǎn)u到達(dá)的節(jié)點(diǎn)。因此，作者定義節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)u的。在底層網(wǎng)絡(luò)中，L(U)是從節(jié)點(diǎn)u出發(fā)的所有鏈路的集合，CPU(u)表示節(jié)點(diǎn)u的剩余CPU資源，Bff(I)是鏈路I的可用帶寬資源。對(duì)于虛擬節(jié)點(diǎn)，用CPU(u)和BW⑴表示節(jié)點(diǎn)u的資源需求。節(jié)點(diǎn)u的初始NodeRank值可以通過(guò)以下來(lái)計(jì)算:
[0014]撤》纖
veV[0015]其中U、V是屬于集合V的不同節(jié)點(diǎn)。
[0016]根據(jù)節(jié)點(diǎn)NodeRank值，作者提出了兩種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法:Rff-MaxMatch和RW-BFS。RW-MaxMatch是一種二階段的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，該方法將具有較大NodeRank值的虛擬節(jié)點(diǎn)和具有較大NodeRank值的底層節(jié)點(diǎn)相映射，然后進(jìn)行鏈路映射。在底層網(wǎng)絡(luò)支持鏈路分裂的情況下，采用多商品流算法映射虛擬鏈路，否則采用最短路徑算法。而RW-BFS的主要思想是:虛擬節(jié)點(diǎn)的映射順序和底層節(jié)點(diǎn)的選取均按照廣度優(yōu)先搜索的順序進(jìn)行，并且廣度優(yōu)先搜索的每一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照NodeRank值大小排序。當(dāng)每個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)映射成功后便同時(shí)映射其虛擬鏈路，虛擬節(jié)點(diǎn)映射和虛擬鏈路映射在映射過(guò)程中交替進(jìn)行，因此RW-BFS是一種一階段的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法。
[0017]4、參考文獻(xiàn) 4 “H0UIDI I, LOUATI ff, ZEGHLACHE D.A distributed virtualnetwork mapping algorithm [A].Proc.1CC，08 [C], IEEE, 2008:5634_5640” 提出了一 種分布式的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，該方法分為虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞纸夂陀成?個(gè)階段。在虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞纸怆A段，首先將具有最高資源請(qǐng)求的虛擬節(jié)點(diǎn)作為中心節(jié)點(diǎn)，將與該中心節(jié)點(diǎn)直接相連的虛擬節(jié)點(diǎn)作為鄰居節(jié)點(diǎn)，再?gòu)奶摂M網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲幸瞥行墓?jié)點(diǎn)、鄰居節(jié)點(diǎn)以及它們之間直接相連的虛擬鏈路，重復(fù)該過(guò)程直至整個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫耆纸鉃槎鄠€(gè)中心輻射子拓?fù)?。在虛擬網(wǎng)絡(luò)映射階段，對(duì)于虛擬網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)中心輻射子拓?fù)?，首先將其中心?jié)點(diǎn)與可用資源最多的底層節(jié)點(diǎn)相映射，然后映射該中心輻射子拓?fù)涞钠渌?jié)點(diǎn)，最后采用最短路徑算法映射節(jié)點(diǎn)間的虛擬鏈路，直到所有中心輻射子拓?fù)淙坑成渫戤叀?br>
[0018]從以上描述可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中的虛擬資源分配方法大部分是節(jié)點(diǎn)、鏈路分別進(jìn)行映射的兩階段方法。這些方法主要存在以下問(wèn)題。一方面，現(xiàn)有的大部分技術(shù)方案在做節(jié)點(diǎn)映射時(shí)采用節(jié)點(diǎn)資源貪婪算法，在做鏈路映射時(shí)采用最短路徑算法。節(jié)點(diǎn)映射與鏈路映射兩個(gè)過(guò)程相互獨(dú)立。節(jié)點(diǎn)映射的結(jié)果決定著鏈路映射的成功率，但在節(jié)點(diǎn)的映射過(guò)程中沒有有效地考慮網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)的鏈路資源對(duì)節(jié)點(diǎn)重要性的影響。節(jié)點(diǎn)映射與鏈路映射不能有效地結(jié)合在一起，降低了映射的成功率和算法效率。
[0019]另一方面，現(xiàn)有的技術(shù)方案沒有考慮底層網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，在實(shí)踐中多數(shù)基于底層網(wǎng)絡(luò)是隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的假設(shè)，與真實(shí)的底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在差距，導(dǎo)致映射較為分散，增大了網(wǎng)絡(luò)的開銷。而在真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)中，多存在一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如“無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)”、“冪律結(jié)構(gòu)”等。底層網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)虛擬網(wǎng)映射的成功率有著重要的影響。現(xiàn)有技術(shù)不考慮底層網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)將會(huì)降低映射的成功率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0020]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法映射成功率低，映射開銷大所存在的缺陷，從而提供一種高效、開銷小的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，包括:
[0022]步驟I)、為物理網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算拓?fù)鋭?shì)；所述拓?fù)鋭?shì)的計(jì)算包括:
[0024]其中，P(Hi)表示節(jié)點(diǎn)Iii的拓?fù)鋭?shì)，CPUj為節(jié)點(diǎn)η」的可用處理能力；d(i，j)表示節(jié)點(diǎn)Iii與節(jié)點(diǎn)η」之間的距離,用節(jié)點(diǎn)Iii與節(jié)點(diǎn)η」之間的最短路徑長(zhǎng)度表示；minbw(i, j)表示在節(jié)點(diǎn)ni與nj之間的最短路徑上的可用帶寬；
[0025]步驟2)、為所要映射的虛擬網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算拓?fù)鋭?shì)；
[0026]步驟3)、根據(jù)步驟I)、步驟2)計(jì)算得到的拓?fù)鋭?shì)，將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到物理網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)；
[0027]步驟4)、將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬鏈路依次映射到物理網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路。
[0028]上述技術(shù)方案中，在所述的步驟3)中，所述的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到物理網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)為將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。
[0029]上述技術(shù)方案中，在所述的步驟I)之后還包括:
[0030]步驟a)、根據(jù)步驟I)計(jì)算得到的拓?fù)鋭?shì)為物理網(wǎng)絡(luò)做社區(qū)劃分，將所述的物理網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)社區(qū)；以及，
[0031]在所述的步驟3)中，所述的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到物理網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)包括:將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到步驟a)所得到的某一社區(qū)中的節(jié)點(diǎn)，若該映射失敗，將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。
[0032]上述技術(shù)方案中，所述的步驟a)包括:
[0033]步驟a-Ι)、根據(jù)步驟I)計(jì)算得到的物理網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋭?shì)，在所述物理網(wǎng)絡(luò)中尋找低拓?fù)鋭?shì)的區(qū)域；
[0034]步驟a_2)、由所述低拓?fù)鋭?shì)的區(qū)域分割得到的聯(lián)通高勢(shì)區(qū)為劃分而成的社區(qū)。
[0035]上述技術(shù)方案中，所述的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到步驟a)所得到的某一社區(qū)中的節(jié)點(diǎn)包括:
[0036]步驟301)、根據(jù)步驟a)的社區(qū)劃分結(jié)果，從物理網(wǎng)絡(luò)中選取拓?fù)鋭?shì)總和最大的社區(qū)；
[0037]步驟302)、分別選取虛擬網(wǎng)絡(luò)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中拓?fù)鋭?shì)最大的虛擬節(jié)點(diǎn)，以及所選取社區(qū)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中拓?fù)鋭?shì)最大的物理節(jié)點(diǎn)，判斷所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)是否能夠映射到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)，若滿足映射條件，則實(shí)現(xiàn)所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的映射，若不能滿足映射條件，執(zhí)行下一步；其中，所述的映射條件包括所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的CPU能力能否滿足虛擬節(jié)點(diǎn)對(duì)CPU處理能力的需求；
[0038]步驟303)、選取所選擇的社區(qū)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中較之前選擇的節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋭?shì)次小的節(jié)點(diǎn)，重新判斷所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)是否能夠映射到新選擇的物理節(jié)點(diǎn)，若滿足映射條件，實(shí)現(xiàn)所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的映射，否則重新執(zhí)行本步驟，直到所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與物理節(jié)點(diǎn)的映射，然后執(zhí)行下一步，或所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)在所選擇的社區(qū)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)映射，執(zhí)行步驟305)。
[0039]步驟304)、判斷所要映射的虛擬網(wǎng)絡(luò)中是否存在尚未被映射的節(jié)點(diǎn)，若存在，重新執(zhí)行步驟302 )，否則，執(zhí)行后續(xù)的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的步驟；
[0040]步驟305)、判斷所述物理網(wǎng)絡(luò)中是否還存在尚未選取的社區(qū)，若存在，從所述尚未選取的社區(qū)中選擇拓?fù)鋭?shì)總和最大的社區(qū)，然后重新執(zhí)行步驟302)，否則，執(zhí)行后續(xù)的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的步驟。
[0041 ] 上述技術(shù)方案中，所述的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)包括:[0042]步驟311)、在映射過(guò)程中，分別選取虛擬網(wǎng)絡(luò)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中拓?fù)鋭?shì)最大的虛擬節(jié)點(diǎn)，以及物理網(wǎng)絡(luò)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中拓?fù)鋭?shì)最大的物理節(jié)點(diǎn)，判斷所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)是否能夠映射到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)，若滿足映射條件，則實(shí)現(xiàn)所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的映射，若不能滿足映射條件，執(zhí)行下一步；其中，所述的映射條件包括所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的CPU能力能否滿足虛擬節(jié)點(diǎn)對(duì)CPU處理能力的需求；
[0043]步驟312 )、選取物理網(wǎng)絡(luò)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中較之前選擇的節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋭?shì)次小的節(jié)點(diǎn)，重新判斷所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)是否能夠映射到新選擇的物理節(jié)點(diǎn)，若滿足映射條件，實(shí)現(xiàn)所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的映射，否則重新執(zhí)行本步驟，直到所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與物理節(jié)點(diǎn)的映射，然后執(zhí)行下一步，或所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)在所述物理網(wǎng)絡(luò)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)映射，映射失敗，結(jié)束映射操作；
[0044]步驟313)、判斷所要映射的虛擬網(wǎng)絡(luò)中是否存在尚未被映射的節(jié)點(diǎn)，若存在，重新執(zhí)行步驟311 )，否則，執(zhí)行步驟4 )。
[0045]上述技術(shù)方案中，在所述的步驟4)中，采用第K短路徑算法實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬鏈路到物理網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路的映射。
[0046]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0047]1、本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)映射的過(guò)程中充分利用網(wǎng)絡(luò)全局信息和拓?fù)湮恢玫牟町?，提高映射的成功率?br>
[0048]2、本發(fā)明利用拓?fù)鋭?shì)排序的結(jié)果作為先驗(yàn)知識(shí)，挖掘底層網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)結(jié)構(gòu)，借鑒社區(qū)發(fā)現(xiàn)方法對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社區(qū)的分割，在映射過(guò)程中，能夠?qū)⑻摂M網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先映射到底層網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子區(qū)域中，既能夠大量節(jié)約底層的物理資源，又提高了底層網(wǎng)絡(luò)資源的利用
率。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0049]圖1是在一個(gè)實(shí)施例中某一虛擬網(wǎng)絡(luò)以及該虛擬網(wǎng)絡(luò)所要映射的物理網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0050]圖2是本發(fā)明的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法在一個(gè)實(shí)施例中的流程圖；
[0051]圖3是本發(fā)明的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法在另一個(gè)實(shí)施例中的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0053]參考圖2，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法包括:
[0054]步驟I)、為物理網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算拓?fù)鋭?shì)。
[0055]拓?fù)鋭?shì)是數(shù)據(jù)場(chǎng)理論中的概念。數(shù)據(jù)場(chǎng)理論亦可用于分析網(wǎng)絡(luò)的特征。根據(jù)數(shù)據(jù)場(chǎng)理論，網(wǎng)絡(luò)被看作一個(gè)包含η個(gè)節(jié)點(diǎn)及其相互作用的物理系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)存在一個(gè)作用場(chǎng)，場(chǎng)中的任何節(jié)點(diǎn)都受到該場(chǎng)的作用。單個(gè)節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的所有可達(dá)節(jié)點(diǎn)存在作用，反之，單個(gè)節(jié)點(diǎn)也受到所有可達(dá)節(jié)點(diǎn)的作用場(chǎng)的作用。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的作用范圍隨著網(wǎng)絡(luò)距離的增長(zhǎng)而快速衰減。用高斯勢(shì)函數(shù)P來(lái)描述場(chǎng)中節(jié)點(diǎn)之間的相互作用，即拓?fù)鋭?shì)。節(jié)點(diǎn)^處的勢(shì)舛》/)定義為:
[0056]
【權(quán)利要求】
1.一種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法,包括: 步驟I)、為物理網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算拓?fù)鋭?shì)；所述拓?fù)鋭?shì)的計(jì)算包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，在所述的步驟3)中，所述的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到物理網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)為將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，在所述的步驟I)之后還包括: 步驟a)、根據(jù)步驟I)計(jì)算得到的拓?fù)鋭?shì)為物理網(wǎng)絡(luò)做社區(qū)劃分，將所述的物理網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)社區(qū)；以及， 在所述的步驟3)中，所述的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到物理網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)包括:將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到步驟a)所得到的某一社區(qū)中的節(jié)點(diǎn)，若該映射失敗，將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，所述的步驟a)包括: 步驟a-Ι)、根據(jù)步驟I)計(jì)算得到的物理網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋭?shì)，在所述物理網(wǎng)絡(luò)中尋找低拓?fù)鋭?shì)的區(qū)域； 步驟a-2)、由所述低拓?fù)鋭?shì)的區(qū)域分割得到的聯(lián)通高勢(shì)區(qū)為劃分而成的社區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，所述的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到步驟a)所得到的某一社區(qū)中的節(jié)點(diǎn)包括: 步驟301)、根據(jù)步驟a)的社區(qū)劃分結(jié)果，從物理網(wǎng)絡(luò)中選取拓?fù)鋭?shì)總和最大的社區(qū)；步驟302)、分別選取虛擬網(wǎng)絡(luò)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中拓?fù)鋭?shì)最大的虛擬節(jié)點(diǎn)，以及所選取社區(qū)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中拓?fù)鋭?shì)最大的物理節(jié)點(diǎn)，判斷所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)是否能夠映射到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)，若滿足映射條件，則實(shí)現(xiàn)所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的映射，若不能滿足映射條件，執(zhí)行下一步；其中，所述的映射條件包括所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的CPU能力能否滿足虛擬節(jié)點(diǎn)對(duì)CPU處理能力的需求； 步驟303)、選取所選擇的社區(qū)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中較之前選擇的節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋭?shì)次小的節(jié)點(diǎn)，重新判斷所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)是否能夠映射到新選擇的物理節(jié)點(diǎn)，若滿足映射條件，實(shí)現(xiàn)所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的映射，否則重新執(zhí)行本步驟，直到所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與物理節(jié)點(diǎn)的映射，然后執(zhí)行下一步，或所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)在所選擇的社區(qū)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)映射，執(zhí)行步驟305)。 步驟304)、判斷所要映射的虛擬網(wǎng)絡(luò)中是否存在尚未被映射的節(jié)點(diǎn)，若存在，重新執(zhí)行步驟302)，否則，執(zhí)行后續(xù)的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的步驟； 步驟305)、判斷所述物理網(wǎng)絡(luò)中是否還存在尚未選取的社區(qū)，若存在，從所述尚未選取的社區(qū)中選擇拓?fù)鋭?shì)總和最大的社區(qū)，然后重新執(zhí)行步驟302)，否則，執(zhí)行后續(xù)的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，所述的將虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)依次映射到整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)包括: 步驟311)、在映射過(guò)程中，分別選取虛擬網(wǎng)絡(luò)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中拓?fù)鋭?shì)最大的虛擬節(jié)點(diǎn)，以及物理網(wǎng)絡(luò)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中拓?fù)鋭?shì)最大的物理節(jié)點(diǎn)，判斷所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)是否能夠映射到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)，若滿足映射條件，則實(shí)現(xiàn)所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的映射，若不能滿足映射條件，執(zhí)行下一步；其中，所述的映射條件包括所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的CPU能力能否滿足虛擬節(jié)點(diǎn)對(duì)CPU處理能力的需求； 步驟312)、選取物理網(wǎng)絡(luò)中尚未映射的節(jié)點(diǎn)中較之前選擇的節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋭?shì)次小的節(jié)點(diǎn)，重新判斷所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)是否能夠映射到新選擇的物理節(jié)點(diǎn)，若滿足映射條件，實(shí)現(xiàn)所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)到所選擇的物理節(jié)點(diǎn)的映射，否則重新執(zhí)行本步驟，直到所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與物理節(jié)點(diǎn)的映射 ，然后執(zhí)行下一步，或所選擇的虛擬節(jié)點(diǎn)在所述物理網(wǎng)絡(luò)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)映射，映射失敗，結(jié)束映射操作； 步驟313)、判斷所要映射的虛擬網(wǎng)絡(luò)中是否存在尚未被映射的節(jié)點(diǎn)，若存在，重新執(zhí)行步驟311)，否則，執(zhí)行步驟4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，在所述的步驟4)中，采用第K短路徑算法實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬鏈路到物理網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路的映射。
【文檔編號(hào)】H04L12/24GK103457752SQ201210173765
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】王子厚, 韓言妮, 林濤, 唐暉, 慈松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所