可靠的虚拟网络映射算法研究

发布时间：2017-09-23 14:20

  本文关键词：可靠的虚拟网络映射算法研究

  更多相关文章： 网络虚拟化 虚拟网络映射 轻量级可靠 最优共享路径保护 区分服务保护质量

【摘要】：互联网存在着严重的“僵化”问题,新的协议和服务较难部署到现有的网络架构上,使其发展遇到瓶颈。近年来,网络虚拟化技术应运而生,它允许一个底层物理网络同时承载多个异构的虚拟网络,每个虚拟网络可以运行自己的协议和服务,很好的缓解了“僵化”问题。 虚拟网映射问题是网络虚拟化研究的关键内容之一,其主要完成为带有不同节点和链路资源约束条件和拓扑结构需求的虚拟网络请求分配相应底层网络资源的任务。由于黑客攻击或硬、软件错误,底层网络的部分节点和链路可能会失效。而一个节点或链路失效可能会引起多个虚拟网络服务不可用,直接造成服务提供商的经济损失。因此如何提高虚拟网服务的可靠性是当前研究亟待解决的主要问题之一。 本文针对轻量级可靠映射问题,链路保护效率低的问题以及区分服务保护质量(Quality of Protection,QoP)的映射问题进行深入研究,提出了相应的可靠虚拟网络映射算法。本文的创新性成果如下： 1)提出了一种面向底层单节点失效的轻量级可靠虚拟网络映射方法。该方法的目标是不预留保护资源,当底层单节点失效时,虚拟网络拓扑保持最大化连通,使损失降到最小。本文首先对该问题进行数学建模,然后分别针对离线映射需求和在线映射需求设计了相应的虚拟网络映射算法。实验表明,所提出的算法可以满足虚拟网轻量级可靠保护需求。 2)提出了一种基于节点可靠性感知和最优共享路径保护的虚拟网络映射方法。该方法的目标是最小化底层网络保护资源。本文通过设计最优共享路径保护策略,提出了一种新的可靠虚拟网络映射算法,实验表明该算法大大降低了底层网络带宽开销。此外,本文基于失效统计和负载状态提出了一种面向底层节点可靠性感知的虚拟网络节点映射算法。实验表明,该算法在不分配底层保护资源的情况下提高了虚拟网络节点的抗毁性。 3)提出了一种区分服务QoP的虚拟网络映射方法。该方法的目标是满足用户多样化的虚拟网服务保护需求。本文首先建立了该问题的数学模型,然后提出一种新的启发式算法对其进行求解。实验表明,该算法不仅能满足不同虚拟网可靠性保护需求,而且相比现有算法降低了底层网络资源映射开销。
【关键词】：网络虚拟化 虚拟网络映射 轻量级可靠 最优共享路径保护 区分服务保护质量
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.01
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 主要缩略语及中英文对照12-13
• 第一章 绪论13-27
• 1.1 研究背景与意义13-18
• 1.2 研究内容18-21
• 1.3 研究目标21-22
• 1.4 论文的主要贡献22
• 1.5 论文的组织结构22-23
• 1.6 参考文献23-27
• 第二章 网络虚拟化与虚拟网络映射问题综述27-53
• 2.1 引言27
• 2.2 网络虚拟化概述27-44
• 2.2.1 网络虚拟化技术相关研究概述27-39
• 2.2.2 网络虚拟化的研究目标39-40
• 2.2.3 网络虚拟化技术的未来研究方向40-44
• 2.3 虚拟网络映射问题及研究现状44-49
• 2.3.1 虚拟网络映射问题描述44-45
• 2.3.2 虚拟网络可靠性的相关知识45-47
• 2.3.3 虚拟网络映射问题研究现状47-49
• 2.4 本章小结49
• 2.5 参考文献49-53
• 第三章 面向底层单节点失效的虚拟网络映射算法53-73
• 3.1 引言53-54
• 3.2 问题描述54-57
• 3.3 数学建模57-61
• 3.3.1 存在轻量级可靠虚拟网络映射的必要条件57-59
• 3.3.2 面向底层单节点失效的轻量级可靠虚拟网络映射问题的数学模型59-61
• 3.4 面向底层单节点失效的虚拟网络映射算法61-66
• 3.4.1 基于禁忌搜索技术的虚拟网络映射算法61-64
• 3.4.2 基于割集和拥塞感知的虚拟网络映射算法64-66
• 3.5 性能评估与分析66-71
• 3.5.1 实验设置67-68
• 3.5.2 模拟实验结果与分析68-71
• 3.6 本章小结71
• 3.7 参考文献71-73
• 第四章 节点可靠性感知和最优共享路径保护的虚拟网络映射算法73-89
• 4.1 引言73-74
• 4.2 问题描述74-77
• 4.3 基于底层节点可靠性感知和最优共享路径保护的虚拟网络映射算法77-81
• 4.3.1 基于底层节点可靠性感知的虚拟网络节点映射机制77-78
• 4.3.2 基于最优共享路径保护的虚拟网络链路映射机制78-81
• 4.4 性能评估与分析81-85
• 4.4.1 实验设置81-82
• 4.4.2 模拟实验结果及分析82-85
• 4.5 本章小结85-86
• 4.6 参考文献86-89
• 第五章 区分服务QoP的虚拟网络映射算法89-105
• 5.1 引言89-91
• 5.2 问题描述91-92
• 5.3 数学模型92-95
• 5.4 区分服务QoP的虚拟网络映射算法95-97
• 5.5 性能评估与分析97-101
• 5.5.1 实验设置97-98
• 5.5.2 模拟实验结果与分析98-101
• 5.6 本章小结101-102
• 5.7 参考文献102-105
• 第六章 结束语105-109
• 6.1 论文总结105-106
• 6.2 进一步研究工作106-109
• 致谢109-111
• 攻读博士学位期间发表和录用的论文111

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 程祥;张忠宝;苏森;杨放春;;基于粒子群优化的虚拟网络映射算法[J];电子学报;2011年10期

2 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：905728