光网络中的虚拟网络映射问题研究

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1、■狀＊ｒ職＾ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ覇＇；ＶＨ硕±学化论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ麻挪瞒獅＾，山其ｉ酷端铅瑞分―４＼ｍＩＶ厕／＇，＞圓Ｍ‘论文题目光酶中的臟网络映射问题研究－‘学科专业通信与信息系统学号２０１３２１０１０３０２９＾＾作者姓名完小美—指导教师王麗教授｜ＩＩ分类号密级注1UDC学位论文光网络中的虚拟网络映射问题研究（题名和副题名）完小美（作

2、者姓名）指导教师王晟教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2016.3.28论文答辩日期2016.5.16学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。VIRTUALNETWORKEMBEDDINGPROBLEMINOPTICALNETWORKSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformation

3、SystemAuthor:WanXiaomeiAdvisor:ProfessorWangShengSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineering独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对木研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并巧示谢意。＼作者签名：覆（１是曰

4、期：＾年月；日／；；（ｆ论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可＾心采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、犯编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）‘作者签名：餐从导师签名：＾曰期：么年月日＾冲摘要摘要面对云计算如此高速地发展、互联网业务的爆炸式增长以及用户需求的多样化，网络的资源将变得尤为紧张。研究人员们为了缓解网络资源如此紧张的压力

5、而提出了网络虚拟化技术。作为网络虚拟化技术的基础内容之一，虚拟网络映射问题解决的是该技术中的资源分配问题。由于不同的底层网络具有其自身的特性，因此在进行虚拟网络映射时需要结合不同的底层网络约束进行优化。灵活栅格光网络能够根据传输速率和调制码型来合理分配频谱资源，实现较宽范围内的全光通道连接。因此研究灵活栅格光网络下的虚拟网络映射问题具有一定的意义。本文旨在进行调制方式可选和能耗感知的虚拟网络映射问题的研究。在调制方式可选的虚拟网络映射研究中，首先根据灵活栅格光网络的栅格数的连续性、映射不重叠性等特点设计了一个ILP模型。在模型中以最小化映射资源代价为目标函数，以路由约

6、束、资源约束、距离与调制方式选择约束等为模型的约束条件。然后，根据模型的结果进行分析，设计了一个两阶段映射的启发式算法。在该算法的虚节点映射阶段，本文兼顾负载均衡和聚集映射。在虚链路映射阶段，本文为底层网络的所有节点对计算前K条最短路，在映射时遍历这K条路径。在遍历中，通过计算路径长度选择合适的调制方式，计算虚链路实际所需的栅格数，之后寻找公共的可用连续栅格数。最后，对比模型与算法的性能：算法的结果在节点负载均衡和求解时间上远优于模型的结果，模型在映射代价和请求阻塞率上优于算法的结果。此外，全球能源危机的出现使得如何减少网络能耗、降低网络运维成本成为当前亟待解决的问题

7、。因此，本文基于灵活栅格光网络对能耗感知的虚拟网络映射问题进行研究。通过分析灵活栅格光网络中的节点和链路能耗特点，本文设计了ILP模型。在模型中以最小化映射能耗为目标函数，以路由约束、节点与链路激活约束等为模型的约束条件。根据映射特点，本文还设计了能耗问题的启发式算法。在算法的虚节点映射阶段中，在尽可能使节点映射成功的基础上以最小化节点映射能耗为目标进行映射。在虚链路映射阶段，以最小化链路映射能耗为目标首先在on状态的物理网络上进行映射，若失败则在全局物理网络上进行映射。最后，本文对比能耗模型和算法的性能：在算法的结果在节点负载均衡和求解时间上远优于