基于sdn的自适应虚拟网络映射算法

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1、学校代码10530学号201510171818分类号TP391密级公开硕士学位论文基于SDN的自适应虚拟网络映射算法学位申请人李正发指导教师高协平教授学院名称信息工程学院学科专业计算机科学与技术研究方向SDN与网络虚拟化二○一八年五月二十六日AdaptiveVirtualNetworkEmbeddingAlgorithmBasedonSDNCandidateZhengfaLiSupervisorProf.XiepingGaoCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramComputerScienceandTechnologySpecializati

2、onSDNandNetworkVirtualizationDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay26th,2018摘要网络虚拟化的出现给当前互联网的僵化问题提供了一条可行的解决途径，并且得到了新技术的支持，吸引了广大研究者的关注。网络虚拟化旨在通过抽象、分配、重构等技术手段在公用的底层物理网络上建立彼此隔离的虚拟网络。虚拟网络映射作为网络虚拟化的重要技术之一，其目标是有效地将租户的虚拟网络请求映射到物理网络中，从而获得更多的收益。作为一种新型的网络体系架构，软件定义网络（Software-DefinedNetworki

3、ng,SDN）具有转控分离、控制逻辑集中、开放可编程等特点，能很好地满足网络中的集中管理、智能调度、多路径转发等需求。因此，软件定义网络的出现给网络虚拟化提供了一个可以使用和推广的平台。本文借助于软件定义网络中的网络虚拟化平台FlowN设计了一种自适应的虚拟网络映射算法，从而提高了服务商的收益。主要工作与创新如下：⑴通过对目前虚拟网络映射算法研究现状的分析发现，更多的研究者更关注于设计的有效的启发式算法，而忽略了租户的多需求问题，导致不同租户的虚拟网络请求不能有效地使用同一种映射算法求解。基于这种考虑，我们针对租户的请求提出了一种基于多带宽阈值的自适应分类算法，通过自适应分类算法租户的请求被

4、自动的分为三类：第一类虚拟网络请求具有高带宽的资源需求；第二类虚拟网络请求具有较低的链路时延需求；第三类虚拟网络请求在有较高的带宽需求的同时又有链路时延需求。针对这三类虚拟网络请求，我们分别设计了三种不同的算法并用整数线性规划的方法求解虚拟网络映射问题。⑵针对虚拟网络请求到达的无序性，我们提出了基于时间窗口的虚拟网络批处理算法用于解决租户虚拟网络映射的先后顺序，并使用了底层网络简化算法在一定程度上降低了算法的时间复杂度。为了验证算法的有效性，我们选择了具有代表性的七种算法与本文提出的算法作对比实验。通过实验发现，本文的算法在虚拟网络接收率、收益以及物理资源的利用率等方面都具有优势。说明了自适

5、应虚拟网络映射算法的有效性。关键词：网络虚拟化；软件定义网络；虚拟网络映射；自适应；FlowNIAbstractTheemergenceofnetworkvirtualizationprovidesafeasiblesolutiontotherigidproblemofthecurrentInternet,anditissupportedbynewtechnologiesandattractstheattentionofresearchers.Networkvirtualizationaimstoestablishisolatedvirtualnetworksonthecommonunder

6、lyingphysicalnetworkthroughabstraction,distribution,andreconstruction.Virtualnetworkembeddingtechnologyisoneoftheimportanttechnologiesfornetworkvirtualization,itsgoalistoeffectivelymaptenants'virtualnetworkrequeststophysicalnetworkssoastoobtainmorebenefits.Asabrand-newnetworkarchitecture,SoftwareDe

7、finedNetworking(SDN)hasthecharacteristicsofforwardingandcontrolseparation,centralizedcontrollogic,networkvirtualization,andopennetworkcapabilities,andcanbewellintegratedwithcentralizednetworkmanagementinnet