虚拟网络请求的构建和映射

发布时间：2017-11-25 19:20

  本文关键词：虚拟网络请求的构建和映射

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【摘要】：网络虚拟化(Network Virtualization,NV)技术在近年的计算机科学和通信领域被广泛关注,它将网络资源以及网络功能组合成单一的基于软件的管理实体,提供了在共享下层网络之上的分离的逻辑环境,称作“虚拟网络”。一个虚拟网络包含了一系列的虚拟节点和虚拟链路,而这些虚拟资源都是在底层物理网络上,通过虚拟化技术对物理节点和物理路径之上进行抽象得来的。使用网络虚拟化的目标是在多个采用了不同的协议和封包方法的底层物理网络基础之上,提供对上层透明的端到端传输。除此之外,网络虚拟化也在云计算,数据中心网络和软件定义网络中扮演着重要的角色。本文主要研究了网络虚拟化环境(Network Virtualization Environment,NVE)背景下的相关内容。NVE不同于传统的虚拟局域网VLAN,覆盖网Overlay等网络虚拟化技术,在NVE中,传统的互联网服务提供商(Internet service providers,ISP)被分解为两个独立的实体,基础设施供应商(Infrastructrue Providers,InPs)和服务供应商(Service Providers,SPs)。InPs负责提供和管理基础设施资源,它们向不同的SPs以可编程接口的形式来提供资源入口。SPs负责从一个或多个InPs处租用资源,部署定制化的协议和服务,并负责创建、部署和管理满足用户需求的虚拟网络(Virtual Network,VN)。对于NVE中的端用户而言,他们可以通过不同的SPs获取到不同的服务。在NVE背景下,需要解决如何合理且高效地将VN映射到现有的基础设施资源上,即虚拟网络映射(Virtual Network Mapping,VNM)问题。本文首先研究了NVE背景下虚拟网络请求的构建问题。在当前的虚拟网络映射研究中,通常是把虚拟网络请求直接用带权重的无向图G=(V,E)来表征。但是虚拟网络请求的来源和构建过程常常被忽略。在实际应用中,网络彼端的用户发送的请求通常只包含某些功能要求数据和性能要求数据。本文主要讨论了从这些数据出发的两种构建虚拟网络请求的方法。分别是从应用功能出发的虚拟网络请求构建,和从核心交换网拓扑规划出发的虚拟网络请求构建。从应用功能出发的虚拟网络请求构建的方法通过将资源抽象成服务,并且将应用的功能需求与所依赖的下层服务相对应,以服务实例作为虚拟节点,以服务模块间信息交互流向作为虚拟链路,依据节点的负载情况对资源配置进行动态调整,以实现对虚拟节点和链路数值的配置。从核心交换网拓扑规划出发的虚拟网络请求构建的方法将多目标拓扑规划与遗传算法的改进方法相结合进行拓扑构建,加快了遗传算法的收敛速度,得出了满足多连通度目标的拓扑,再进一步通过K最短路方法进行节点和链路数值的配置,构建出虚拟网络请求。论文还关注了NVE背景下,以虚拟网络映射开销最优的为目标的请求映射方法,提出了通用的包含路径分流的数学规划模型。该模型实现了在虚拟网络请求,下层网络当前可用资源以及占用单位资源开销等约束条件下,对下层网络的所有资源分配方案进行最优解搜索。通过引入路径分流的思想,进一步提升了虚拟网络请求的接纳数量,实现了充分利用有限的底层网络资源,服务更多的虚拟网络请求的目的。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.01

【参考文献】

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1 程祥;张忠宝;苏森;杨放春;;虚拟网络映射问题研究综述[J];通信学报;2011年10期

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本文编号：1227111