弹性光网络中虚拟网络生存性映射算法研究

发布时间：2020-06-08 21:50

【摘要】：网络虚拟化技术为许多新应用的发展提供了良好的发展环境,减少了底层环境中的资源浪费,被认为是解决目前网络中资源合理灵活划分问题的有效手段。随着人工智能、区块链、大数据等业务的高速发展,传统的波分复用光网络在当今需求急剧增加的环境中的表现已经不尽如人意。为了应对现有网络的不足,弹性光网络发展起来。弹性光网络在应对更高要求的网络流量方面比传统的波分复用网络表现的更出色,并为网络虚拟化技术的发展提供了有力的技术支撑。虚拟网络映射技术是网络虚拟化的关键技术之一,高效合理的虚拟网络映射算法可以使基础设施供应商的资源得到充分利用,并能够为用户提供更优质的服务。底层环境故障是网络运营中不可避免的问题,为虚拟网络提供必要的生存性保证也是虚拟网络映射过程必不可少的环节。本论文在此背景下对弹性光网络环境中的虚拟网络生存性映射问题展开了深入研究,主要工作内容如下:(1)在弹性光网络环境下,针对单链路故障问题和单节点故障问题展开研究,综合考虑用户服务请求、底层环境和生存性措施三方面因素,构建了虚拟网络生存性映射的数学模型,为后续算法研究奠定基础。(2)为解决弹性光网络环境中的单链路故障问题,减少虚拟网络的映射开销,基于协同映射思想和最小生成树思想,提出了基于最小生成树的虚拟网络局部协同映射算法。该算法在保证虚拟网络请求接受率的同时降低了物理网络的预留资源量,减少了虚拟网络的资源开销。(3)为解决弹性光网络环境中的单节点故障问题,本文以减少迁移资源消耗为目标,提出了链路优先的虚拟网络恢复性映射算法。节点故障时,优先考虑受影响链路的恢复,并结合受影响节点的计算资源需求确定最终的映射方案。
【图文】：

架构图,架构,虚拟网络,虚拟节点

建自己需要的虚拟网络，可以不再去考虑底层物理现了网络即服务(Network as a Service, Naas)思想[13]。很多的便利，但是网络虚拟化技术的研究也并不是一中也存在着难以解决的困难——虚拟网络映射问题源以最优的方式分配给每一个需要资源的虚拟网络射分为两步，第一步为虚拟节点选择符合特定要求的射后的位置再进行链路映射。无论是在映射过程的哪需要满足基本的映射限制。虚拟节点映射时需要满物理节点的可用计算资源必须大于映射的虚拟节点需节点只能被同一个虚拟网络中的一个虚拟节点映射所拥有的可用频谱资源也不能小于带宽请求所需要用户服务请求和不同的底层物理环境情形下，虚拟节虑的约束也不尽相同，例如与 WDM 光网络环境相比要额外考虑频谱约束条件。基本的虚拟网络映射问题，考虑的因素越多限制也越多，虚拟网络映射就越困

对比图,资源分配,方式,光网络

BVT)能够更加灵活的分配光路径，即对于同一条端到端的光实际连接环境和连接需求采用不周的比特率以达到高频谱效率[18,19]。络的波长粒度为 50GHz 或 100GHz，且 WDM 光网络是以单个离散波位资源分配单位进行资源分配的，无论带宽资源的需求量是不是波长的，WDM 光网络都只能分配整数个波长不能进行更小粒度的划分；而谱资源粒度能够达到 12.5GHz 甚至更低[20]，，并且 EONs 通过带宽转换续频谱带宽槽的方式来实现对频谱资源的分配，因此他的分配方法比络更灵活，提高了网络频谱资源的利用率[21]。图 1-2 为 WDM 光网络和源分配方式对比图。从图中可以看出，当一个连接请求所需要的带宽资个波长时，WDM 光网络由于自身的不足只能分配完整波长的带宽资种分配方式的较为粗糙，从而会浪费难以估量的带宽资源。然而，EO源的分配的粒度比 WDM 光网络要小很多，并且它还可以灵活的对不同式进行选择，可以实现带宽资源的高效利用。此外，光器件的发展使得拓展性越来越强，以 EONs 为底层物理环境的网络虚拟化技术的实现也好的发展[22]。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP393.01

【相似文献】