网络虚拟化中高效虚拟网络映射算法

发布时间：2017-07-13 23:07

  本文关键词：网络虚拟化中高效虚拟网络映射算法

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【摘要】：随着互联网的快速发展,现有的互联网难以适应新型应用,网络服务架构在一定程度上呈现出僵化问题。而网络虚拟化技术被认为是解决网络僵化问题的新兴技术,它允许多个具有不同拓扑且相互隔离的虚拟网络同时共存于这些公共的基础设施上,为用户提供可定制化和差异化的服务。同时,网络虚拟化技术通过抽象底层的公共物理设施为网络服务提供商提供端到端的可定制服务,并且允许研究人员部署新型网络协议,因此网络虚拟化技术也加快了新型技术和网络协议的开发和部署进度,促进了未来网络的发展和演进。 然而在网络虚拟化中,虚拟网络映射是当前面临的富有挑战的资源分配问题,它需要按照一些约束条件将虚拟网络映射到底层物理设施上。在这个问题中,虚拟网络是由节点集合和连接节点的链路集合共同构成的网络拓扑,为了完成虚拟网络映射,各个虚拟节点需要部署在满足需求的不同物理节点上,虚拟链路需要映射到满足需求的相应的物理节点构成的物理路径上。目前对于该问题的研究都是基于启发式实现的,按照节点和链路是否协同进行,这些算法主要分为两种方式：先进行节点映射再进行链路映射的两阶段映射算法和节点映射与链路映射两阶段相协调的映射算法。其中,先节点映射后链路映射的两阶段算法中,由于在节点映射阶段可能会让虚拟节点过于分散在物理节点上,这会导致在链路映射阶段的失败或者由于物理路径的长度过大而过度消耗链路资源,最终降低虚拟网络映射的接受率。在两阶段相协调的算法中,节点和链路同时进行,问题可以简化为可用线性规划解决的等价问题,这利,方法的问题在于算法时间复杂度高,而且降低物理资源消耗的能力有限。 因此,目前的算法在底层物理资源的行销上需要降低,算法的运行时间可以缩短,算法的评价指标也需要完善,最后虚拟网络的接受率也存在较大的提升空间。为了解决虚拟网络映射问题,并克服现有算法的不足,本文先后提出基于链路优先的快速协同虚拟网络映射算法和基于最大独立链路集的随机虚拟网络映射算法。对相应的算法进行仿真实验并与现有的算法进行比较和分析发现,本文提出的两个算法节约了链路映射的成本,提高了虚拟网络接受率和物理网络收益,算法运行时间也有效缩短,同时由于第二个算法在选择映射的物理路径时使用了随机的原则,因此在一定程度上能保证物理网络的负载均衡。
【关键词】：网络虚拟化 资源调度 虚拟网络 映射算法 负载均衡
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.01
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 课题研究的背景和意义10-12
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意义10-12
• 1.2 网络虚拟化介绍12-15
• 1.3 虚拟网络映射15-16
• 1.4 研究现状16-21
• 1.4.1 映射两阶段的关系17
• 1.4.2 对到达的虚拟网络处理方式17-18
• 1.4.3 映射失败时的处理18-19
• 1.4.4 支持路径分割和迁移19
• 1.4.5 节点映射的方法19-20
• 1.4.6 链路映射的方法20
• 1.4.7 其他可以考虑的因素20-21
• 1.5 本文结构21-22
• 第二章 虚拟网络映射问题描述22-29
• 2.1 虚拟网络映射问题的分类22
• 2.2 物理网络概念及模型22-23
• 2.3 虚拟网络概念及模型23-24
• 2.4 虚拟网络映射数学模型24-27
• 2.5 算法的衡量指标27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 基于链路优先的快速协同虚拟网络映射算法29-43
• 3.1 算法提出的背景29-30
• 3.2 算法提出的意义30-31
• 3.3 概念定义31
• 3.4 链路优先的快速协同算法31-36
• 3.4.1 算法流程图31-32
• 3.4.2 自由组件的选择32-33
• 3.4.3 自由组件的映射33
• 3.4.4 相连受限组件的映射33-34
• 3.4.5 最终受限组件的映射34-35
• 3.4.6 固定组件的映射35
• 3.4.7 迭代的方法35
• 3.4.8 改进的自由链路映射算法35-36
• 3.5 仿真实验及结果分析36-42
• 3.5.1 实验环境37
• 3.5.2 实验结果分析37-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 基于最大独立链路集的随机虚拟网络映射算法43-51
• 4.1 算法提出的背景43
• 4.2 算法提出的意义43-44
• 4.3 独立链路集的定义与举例44-45
• 4.4 随机映射算法45-47
• 4.5 随机映射算法的优点47-48
• 4.6 仿真实验48-49
• 4.6.1 实验环境48
• 4.6.2 实验结果分析48-49
• 4.7 本章小结49-51
• 第五章 总结与展望51-54
• 5.1 本文完成的工作51-52
• 5.2 未来应该考虑的问题52-54
• 致谢54-56
• 参考文献56-58
• 附录1：攻读硕士期间发表的论文目录58
• 附录2：缩略语表58

【共引文献】

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1 李文t，

本文编号：538714