无线网络虚拟化环境下的资源分配策略研究

发布时间：2020-07-16 15:40

【摘要】：随着无线通信技术的快速发展和用户对无线服务需求量的急剧增加,现有互联网逐渐出现了许多弊端。无线网络虚拟化技术为解决现有网络问题提供了有效的手段。无线网络虚拟化基于共享的思想,将网络资源统一抽象和集中管理,忽略了底层物理网络之间的差异和无线通信技术之间的差异,实现了网络资源的灵活配置。本文主要研究无线网络虚拟化资源分配问题。目前,大多数无线网络虚拟化资源分配的研究主要针对带宽、CPU资源分配问题进行开展的,而对功率资源分配问题并没有进行大量的研究。在无线网络虚拟化中,允许不同虚拟网络的虚拟节点共存于同一个物理网络的物理节点上动态共享功率资源。基于此,本文将功率资源分配问题定义为多优化目标多约束条件的数学问题,利用经济学中的供求模型在不同层面最大化各方收益,并利用设计的价格更新函数迭代得到资源市场中单位功率的均衡价格。本文提出了一种基于供求模型的功率资源分配算法,该算法为用户实现最优化功率资源分配。仿真结果表明,所提算法提高了网络收益和平均传输速率。此外,由于无线网络虚拟化中虚拟网络请求的随机到达与离开以及底层物理网络的动态性,这会造成物理网络负载不均衡,进而导致后续到达的虚拟网络请求接受率降低以及资源利用率低的情况,本文提出了一种虚拟网络重映射算法。该算法根据底层物理网络的实际负载状况决定是否启动重映射机制,综合考虑虚拟网络中虚拟节点和链路的资源请求量、虚拟网络剩余服务时间、虚拟节点的链路连接状态以及链路之间的干扰,完成了虚拟网络重映射。实验结果表明,所提算法提高了资源利用率和虚拟网络请求的接受率。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92
【图文】：

模型图,虚拟化,无线网络,模型

网络虚拟化是一种能够实现无线网络资源抽象、切片划分术。络虚拟化架构络虚拟化商用模型虚拟化模型从逻辑上分为 InP 和 SP 两个拥有不同职责的角线网络虚拟化模型如图 1.1(a)所示，其中 InP 主要负责底层与维护，例如，无线接入点、基站的部署等，同时拥有所，SP 没有任何无线物理网络资源，SP 通过向 InP 租赁或者网络。InP 将拥有的物理网络资源进行抽象切片划分，SP申请不同的网络资源，从而创建不同的虚拟网络为用户提同一个 InP 上允许多个 SP 共存。

架构图,虚拟化,无线网络,架构

为 InP 和移动服务提供商(mobile virtual network provider, MVNP)，SP 移动虚拟网络运营商(mobile virtual network operator, MVNO)[19]。四层图 1.1(b)所示，其中各角色的功能分别为：InP 拥有所有的底层物理网施和所有的网络资源，MVNP 通过向 InP 购买网络资源并创建虚拟O 管理虚拟资源，并根据 SP 的动态需求为 SP 分配相应的虚拟资源，SO 提供的虚拟资源为用户提供定制化服务。也就是说，虚拟资源是由 S， MVNP 进行创建，MVNO 分配和管理，最终在 InP 上运行。显然，模型可以在市场创造更多的机会，并且极大地简化了每个角色所承载的. 无线网络虚拟化架构图 1.2 是一种无线网络虚拟化架构，无线网络虚拟化架构通常由四个主，分别为：无线频谱资源、无线网络基础设施、无线虚拟资源和无线20]。

架构图,架构

软件定义网络(SoftWare Defined Network,SDN)[26-28]得。区别于传统网络，SDN 作为一种新型的网络体系架构平面相互分离，可以达到网络流量灵活控制的效果，使得虚拟化的一种实现方式。而网络的智能化集中于基于 SDN 的网络结构[29]，包括三个层面分别为基础设施层、控制包含有各种网络设备如路由器、交换机等，提供灵活的可集群服务器即 SDN 控制器构成，提供的功能有拓扑管理、安全性等。控制层通过南向接口连接基础设施并且忽略差异，实现了资源的虚拟化，同时控制层通过灵活的北向层业务根据需求提供网络资源。应用层利用灵活的编程接，通过将网络控制权开放给用户，让用户根据需求开发各需求的多样化业务创新。

【参考文献】