【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的爆炸式增長,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)受到較大沖擊,僵化問題越來越嚴重。近年來,網(wǎng)絡(luò)虛擬化(Network Virtualization,NV)技術(shù)作為一種解決網(wǎng)絡(luò)僵化問題的有效途徑,受到了極大的關(guān)注。在NV問題的探究中,作為其中的一個重要研究內(nèi)容—虛擬網(wǎng)絡(luò)映射,即使眾多的虛擬網(wǎng)絡(luò)請求(Virtual Network Request,VNR)能夠映射到同一個底層物理網(wǎng)絡(luò)(Substrate Network,SN)上,以便使SN上的資源得以共享。但由于物理網(wǎng)絡(luò)數(shù)量的有限性,網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)量的增長受到了嚴重阻礙。鑒于此,本文提出了一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化(Network Virtualization,NV)技術(shù),從而在較大程度上改善了網(wǎng)絡(luò)僵化的程度。在當前,網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)評價的指標有多種,如SN對VNR的接受率,網(wǎng)速響應(yīng)時間以及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等。值得關(guān)注的是,隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量規(guī)模的日益龐大,網(wǎng)絡(luò)故障問題成為影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的重要因素。因此,如何提高網(wǎng)絡(luò)的可生存性問題成為近年來研究的重要課題�，F(xiàn)有的可生存性算法多集中于單方面提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,這使得資源浪費問題日益突出,同時也出現(xiàn)了負載不均衡以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境應(yīng)用受限等問題。本文針對以上問題對網(wǎng)絡(luò)生存性問題展開實驗并探究,主要內(nèi)容有以下幾點:1)為滿足不同用戶的鏈路保護需求,提出一種可調(diào)整資源比例的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法GSVNE。GSVNE首先將物理網(wǎng)絡(luò)鏈路資源動態(tài)預(yù)分為主要流和備份流資源兩部分,前者是網(wǎng)絡(luò)正常情況下,提供給用戶的資源,后者是網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,分配給用戶的備用資源;然后,利用新型智能優(yōu)化算法群搜索優(yōu)化算法(Group Search Optimizer,GSO)進行優(yōu)化求解;最后采用模擬仿真實驗對算法性能進行驗證。實驗證明,該算法可以較好地滿足用戶的鏈路保護需求并提高資源利用率。2)由于網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的增多以及備用資源的設(shè)置,在資源相對較少的環(huán)境下易導(dǎo)致接受率不高,因此本文進一步提出了一種支持路徑切割和資源共享的可生存性算法(GSBK E-Pc-Yshare),此算法支持虛擬請求的不同鏈路共享同一條物理鏈路來減少備用資源的使用量,即允許兩條物理路徑同時為虛擬鏈路提供備用資源,同時設(shè)備間的映射路徑不再限制為單條,從而較大程度上提高網(wǎng)絡(luò)的接受率。3)現(xiàn)實中多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供商環(huán)境是最常見的,但目前大多數(shù)的研究局限于單區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供商環(huán)境。而現(xiàn)實生活中特別是對于數(shù)據(jù)安全性要求較高的網(wǎng)絡(luò)用戶,普通的單區(qū)域網(wǎng)絡(luò)映射已很難滿足需求。因此,本文提出一種支持跨區(qū)域映射的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法(Int D-GRC-SVNE),該算法支持跨區(qū)域映射,通過將通信用戶映射到不同的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)以達到提高數(shù)據(jù)安全性的目的。同時,算法中引用了現(xiàn)有的新型度量GRC(衡量節(jié)點的潛在映射能力),使得物理網(wǎng)絡(luò)的負載更加均衡,大幅度提高了網(wǎng)絡(luò)接受率,獲得了較高收益。
[Abstract]:With the explosive growth of the number of network users, the traditional network has been greatly impacted, and the problem of ossification is becoming more and more serious. In recent years, network virtualization (NV) technology, as an effective way to solve the problem of network fossilization, has received great attention. In the exploration of NV problem, as one of the important research contents, virtual network mapping, even though many virtual network requests (VNR) can be mapped to the same underlying physical network (SN), so that the resources on SN can be shared. However, due to the limited number of physical networks, the growth of network communications is seriously hindered. In view of this, this paper proposes a network virtualization NV (Network Virtualization NV) technology, which improves the degree of network fossilization to a large extent. At present, the network virtualization technology evaluation has a variety of indicators, such as SN acceptance of VNR, network speed response time and network stability. It is worth paying attention to, with the increasing number of network users, network failure has become an important factor affecting network stability. Therefore, how to improve the survivability of networks has become an important research topic in recent years. Most of the existing survivability algorithms focus on improving the stability of the network unilaterally, which makes the problem of resource waste become more and more prominent. At the same time, there are also some problems such as load imbalance and limited application in the network environment. Aiming at the above problems, this paper conducts experiments and probes into the network survivability problem. The main contents are as follows: 1) to meet the link protection needs of different users. A survivability virtual network mapping algorithm, GSVNE.GSVNE, which can adjust resource ratio, is proposed. Firstly, the physical network link resource is divided into two parts: the main stream and the backup stream resource. The former is the resource provided to the user under the normal condition of the network. The latter is the backup resource allocated to the user in the event of network failure. Then, a new intelligent optimization algorithm, Group search Optimizer GSO, is used to solve the problem. Finally, simulation experiments are used to verify the performance of the algorithm. Experimental results show that the proposed algorithm can meet the link protection needs of users and improve the resource utilization. 2) because of the increase in the number of network users and the setting up of backup resources, it is easy to lead to a low acceptance rate in a relatively small resource environment. Therefore, this paper further proposes a survivability algorithm (GSBK E-Pc-Yshare) that supports path cutting and resource sharing. This algorithm enables different links of virtual requests to share the same physical link to reduce the use of backup resources. That is, allowing two physical paths to provide backup resources for virtual links at the same time, mapping paths between devices are no longer restricted to a single path, thus greatly increasing the acceptance rate of the network. 3) in reality, multi-area network provider environments are the most common. However, most of the current research is confined to the single-area network provider environment. However, in real life, especially for network users with high data security requirements, it is difficult to meet the requirements of common single-area network mapping. Therefore, this paper proposes a survivability virtual network mapping algorithm (Int D-GRC-SVNE), which supports cross-region mapping and improves data security by mapping communication users to different area networks. At the same time, the existing new metric GRC (potential mapping ability of measuring nodes) is cited in the algorithm, which makes the load of the physical network more balanced, greatly improves the network acceptance rate, and gains higher income.
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.01

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