一种基于占有率反馈的虚拟网络映射算法.pdf

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1、DOI:10．13878/j．cnki．jnuist．2017．01．01411222王慕阳陈立全王翔王延松卢华一种基于占有率反馈的虚拟网络映射算法摘要0引言网络虚拟化技术通过对物理资源的抽象，可以有效解决现有互联网架构中网络虚拟化是为解决网络结构僵化问题而提出的新兴网络技术．存在的网络结构僵化、可扩展性差等问网络虚拟化技术的核心是虚拟网络中节点和链路到物理网络的映射．在题．虚拟网络映射问题是指将用户发送的所有虚网请求映射到底层物理网络实际应用中，底层物理网络承载多个虚拟网络，需要消耗相应的物理资中，同时还要满足虚网请求中

2、对各个资源，包括节点CPU资源、链路带宽等．当有一个新的虚拟网络请求需要源的限制要求(如节点计算能力、链路带映射到底层物理网络上时，有些物理节点和链路已经无法满足新到来宽等)．从节点负载平衡的角度出发，在基于就近原则的虚网映射算法基础上，的虚网请求的资源需求，无法在其上映射此虚拟网络．而且，如果虚拟网引入节点负载平衡的反馈机制，引导各络映射不合理，可能会出现各个节点之间的数据流量需要经过多个节个虚网请求更均匀地映射到底层物理网点的转发，增加额外的带宽资源消耗，甚至会因为所选节点之间的链路络中．另外，在k短路径算法机制中引入

3、了当前链路资源占有率作为评价参考标已经没有足够的带宽，而导致映射失败．可见，当前虚拟网络发展急需要准，这样可以尽可能均匀地分散链路压设计高效的虚拟网络映射算法来将虚拟网络的各个节点和链路映射到力．同时，在检验链路资源是否满足虚网物理网络上，并希望在满足虚网请求的资源需求的同时，尽可能地提高请求的过程中，由于优先选中的链路资源占有率低，所以算法映射成功率高，映物理网络的资源利用率，降低虚网映射的成本．［1-3］射耗时更短，虚拟网络映射效率得到了传统的虚网映射算法较多是基于启发式的两步映射算法．它有效提高．们一般先进行节点映射

4、，再进行链路映射．但目前的虚网映射算法大关键词网络虚拟化;虚网映射;占有率反多基于对节点CPU和链路资源的贪心算法，这就导致物理网中具有馈;负载平衡;链路映射较高CPU资源的节点及其周边节点会被优先映射，从而导致该部分节点已经饱和而其他节点还尚未映射的情况发生，甚至会发生所有中图分类号TP242文献标志码A虚网竞争同一片物理网资源的情况，这对某一区域会形成较大的负载压力．除此之外，在两步映射算法中，优化方案的重点往往放在了节点映射算法中，对于链路映射算法，如果不支持路径切割，则通常采［4］用k短路径算法作为最常见的链路算法

5、模型．k短路径算法一般选取路径最短的前k个映射方案，再依次验证这些路径是否满足虚网请求中的链路资源要求来实现算法．当底层网络支持路径切割时，链路［5］映射算法大多是基于多商品流的线性规划进行求解．收稿日期2016-07-25资助项目国家自然科学基金(61372103);中针对各种拓扑结构，文献［6］提出了一种针对星状拓扑的离线的两兴通讯产学研项目(2015ZTE04-13)阶段映射方案，文献［7］提出了针对流量矩阵的在线的两阶段映射算作者简介法，文献［8］提出了针对星状和辐射状拓扑结构的离线的一阶段映射算王慕阳，男，硕士生

6、，主要研究方向为虚拟网络映射机制与算法．wangmuyang@seu．edu．cn法．这三种算法都是以减少映射开销为优化目标，且在各自的拓扑结构陈立全(通信作者)，男，博士，副教授，博中都能取得不错的效果，但是在其他拓扑结构，或无明显拓扑特征的网士生导师，主要研究方向为网络与信息安全．Lqchen@seu．edu．cn络中，上述方法的算法性能并不理想．文献［9］提出了重映射的概念，这是一种在线的一阶段映射算法．它的优化目标是当底层物理网不再满足1东南大学信息科学与工程学院，南京，2100962中兴通讯股份有限公司，深圳，5

7、18057虚网需求，或虚网需求发生改变时，尽可能地降低虚网重新映射的代价．王慕阳，等．一种基于占有率反馈的虚拟网络映射算法．102WANGMuyang，etal．Avirtualizationnetworkmappingalgorithmbasedonoccupationratiofeedback．为了解决上述问题，本文从节点负载平衡的角［10］度出发，在基于就近原则的虚网映射算法的基础上，引入节点负载平衡的反馈机制，引导各个虚网请求更加均匀地映射到底层物理网络中，从而有效避免节点映射阶段资源瓶颈的发生．另外该算法在k［1

8、1］短路径算法机制中引入了当前链路资源占有率作为路径长度的评价参考标准．这样，在计算路径长度的时候，就会将剩余链路资源较多的物理路径优先映射，就可以尽可能均匀地分散链路压力．同时，在检验链路资源是否满足虚网请求的过程中，由于优先选中的链路资源占有率低，剩余资源较多，所以算法映射成功率高，耗时较短，虚拟网