【摘要】：隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的出現(xiàn),如何滿足多樣化的業(yè)務(wù)需求成為當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)亟需解決的問題。網(wǎng)絡(luò)虛擬化在共享的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上創(chuàng)建和運(yùn)行多個(gè)異構(gòu)虛擬網(wǎng)絡(luò),以滿足不同業(yè)務(wù)需求并提高資源利用效率。虛擬網(wǎng)絡(luò)映射是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的核心問題之一,其主要目標(biāo)是將來(lái)自不同租戶的帶有節(jié)點(diǎn)和鏈路資源約束條件的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求映射到底層物理網(wǎng)絡(luò)上,為多個(gè)租戶構(gòu)建獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,同時(shí)為物理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者創(chuàng)造盡可能多的收益�，F(xiàn)有虛擬網(wǎng)絡(luò)映射相關(guān)研究主要關(guān)注的是最大化當(dāng)前虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求被接受的可能,而忽視了其對(duì)未來(lái)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的影響。這種貪婪型的映射策略在不同虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求映射之間缺少資源分配的協(xié)同機(jī)制,會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和鏈路資源被先到來(lái)的請(qǐng)求過(guò)多占用,網(wǎng)絡(luò)中資源分散而難以利用,降低后續(xù)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的接受率,即導(dǎo)致資源碎片化問題。有研究者提出考慮不同請(qǐng)求間協(xié)同的映射算法,然而在度量資源重要性時(shí)僅考慮局部拓?fù)鋵傩?無(wú)法體現(xiàn)資源在全局網(wǎng)絡(luò)的重要性,導(dǎo)致協(xié)同效果有限,未能很好地解決這一問題。針對(duì)上述問題,本文提出一種基于拓?fù)涓兄攘抗?jié)點(diǎn)和鏈路資源全局重要性,并協(xié)同節(jié)點(diǎn)和鏈路資源的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法。該方法通過(guò)拓?fù)涓兄?jì)算節(jié)點(diǎn)和鏈路資源在全局網(wǎng)絡(luò)的重要性指標(biāo),根據(jù)該指標(biāo)設(shè)置物理資源的映射代價(jià),重要性高的資源被占用的代價(jià)也相應(yīng)更高,并將虛擬網(wǎng)絡(luò)映射建模為線性規(guī)劃問題,最小化映射代價(jià)進(jìn)行求解。這種映射方法可以保護(hù)關(guān)鍵資源不被先到來(lái)的資源需求小的請(qǐng)求過(guò)多占用,保障后續(xù)資源需求大的請(qǐng)求能夠得到滿足,實(shí)現(xiàn)不同虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求映射之間的協(xié)同,從而提高請(qǐng)求接受率和收益。隨著虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的到來(lái)和到期,物理網(wǎng)絡(luò)會(huì)產(chǎn)生負(fù)載不均衡、資源碎片化程度上升的問題�，F(xiàn)有研究通過(guò)動(dòng)態(tài)重映射機(jī)制進(jìn)行負(fù)載均衡,然而沒有區(qū)分不同重要性資源上的負(fù)載對(duì)網(wǎng)絡(luò)連通性影響的差異,可能會(huì)產(chǎn)生新的資源瓶頸。因此,本文提出了一種基于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)保護(hù)的動(dòng)態(tài)重映射機(jī)制。當(dāng)檢測(cè)到底層網(wǎng)絡(luò)資源碎片化程度較高時(shí),將負(fù)載超過(guò)一定閾值的關(guān)鍵物理節(jié)點(diǎn)上的部分虛擬節(jié)點(diǎn)重映射到非關(guān)鍵物理節(jié)點(diǎn)上,以降低底層物理網(wǎng)絡(luò)資源的碎片化程度。本文首先分析了虛擬網(wǎng)絡(luò)映射及動(dòng)態(tài)重映射算法的研究現(xiàn)狀和存在的問題,然后詳細(xì)介紹本文提出的基于資源重要性度量的協(xié)同虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法及基于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)保護(hù)的動(dòng)態(tài)重映射機(jī)制,最后介紹仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和結(jié)果分析。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的算法能有效提高虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求接受率和長(zhǎng)期平均收益。
【圖文】：

網(wǎng)絡(luò)虛擬化架構(gòu)中將傳統(tǒng)的因特網(wǎng)服務(wù)提供者（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ邋Ｓｅｒｖｉｃｅ邋Ｐｒｏｖｉｄｅｒ，逡逑ＩＳＰ）解z1為服務(wù)提供者（Ｓｅｒｖｉｃｅ邋Ｐｒｏｖｉｄｅｒ，邋ＳＰ）和基礎(chǔ)設(shè)施提供者（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑Ｐｒｏｖｉｄｅｒ，邋ＩｎＰ），如圖２－１所示。其中，月艮務(wù)提供者負(fù)責(zé)倉(cāng)ｉｊ建和管理用戶的虛擬逡逑網(wǎng)絡(luò)，基礎(chǔ)設(shè)施提供者負(fù)責(zé)提供虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行所需的物理網(wǎng)絡(luò)資源［３］。對(duì)于服逡逑務(wù)提供者來(lái)說(shuō)，一個(gè)主要的挑戰(zhàn)是當(dāng)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求到來(lái)時(shí)，如何在底層物理網(wǎng)逡逑絡(luò)（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ，邋ＳＮ）中進(jìn)行映射，或者說(shuō)如何高效合理地為虛擬網(wǎng)絡(luò)逡逑分配資源以獲取盡可能多的運(yùn)營(yíng)收益，，這通常被稱為虛擬網(wǎng)絡(luò)映射（Ｖｉｒｔｕａｌ逡逑Ｎｅｔｗｏｒｋ邋Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ，ＶＮＥ）問題［１５］。逡逑Ｑ邋Ｇｒｏｕｐ邋ｏｆ邋Ｊ邋Ｑ邋３ｒｏｖ＾）邋ｏｆ＇Ｎ邋廣Ｇｒｏｕｐ邋ｏｆ、逡逑ｆｕｓｅｒｓ邋＃rP櫻rP酰螅澹潁螅rP茫rP櫻rP酰螅澹潁螅rP嶝]3?Ｓｅｒｖｉｃｅ邋｜邐＼邐ｙ逡逑ｄｅｍａｎｄｓ邋｜邐＼邐Ｘ逡逑Ｓｅｔ邋ｏｆ邋Ｓｅｒｖｉｃｅ邋廠邐廠邐逡逑Ｐｒｏｖｉｄｅｒｓ邐ＳＰ－１邐ＳＰ－２邐ＳＰ－３邐…ＳＰ－ｋ逡逑Ｖｉｒｔｕａｌ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ！逡逑Ｒｅｑｕｅｓｔｓ邋！邐＼邐N邋邐逡逑Ｔ邐Ｘ邐＾邋Ｊ邐Ｖｉｒｔｕａｌ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑Ｎｅｔｗｏｒｋ邐一Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ一｜邋Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ邋？邋？邋？邋Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ邋邐邐逡逑ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ邋ａｌｇｏｒｉｔｈｍ－！邋１邋ａｌｇ0ｎｔ?

將其作為節(jié)點(diǎn)映射階段選擇物理節(jié)點(diǎn)的重要依據(jù)。資源重要性指標(biāo)不僅要能反逡逑映節(jié)點(diǎn)或鏈路自身資源大小而且要能反映其在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械闹匾�。自身資源逡逑豐富或者對(duì)網(wǎng)絡(luò)連通性有較大影響的節(jié)點(diǎn)或鏈路是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵資源。如圖３－１逡逑中的節(jié)點(diǎn)Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ以及鏈路（Ａ，Ｄ）、（Ｂ，Ｃ）等，這樣的關(guān)鍵資源如果被過(guò)多逡逑占用則很容易導(dǎo)致物理網(wǎng)絡(luò)資源碎片化程度增加，從而增大資源利用的難度，逡逑降低后續(xù)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的接受率。逡逑巧’邋７。？４逡逑６０邐、，邋戶逡逑４０邐４０逡逑／Ｇ＇邋５ｃ邐３0逡逑８０邐８５逡逑ｍＣ邋Ｔ邐ＴＸｊ；。逡逑＾４５邐３０＾＂逡逑圖３－１物理網(wǎng)絡(luò)及重要資源示例逡逑１９逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP393.01

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2662963