本文關鍵詞：網(wǎng)絡虛擬化中的虛擬網(wǎng)絡映射技術(shù)研究

  更多相關文章： 網(wǎng)絡虛擬化 虛擬網(wǎng)絡映射問題 節(jié)點連通性 實時拓撲屬性 多種拓撲類型

【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人類社會最重要的信息交互渠道,時刻影響著人們生活和工作的方方面面。然而,在網(wǎng)絡規(guī)模不斷增長和新興業(yè)務應用飛速發(fā)展的過程中,傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)安全、可擴展性、網(wǎng)絡管控能力以及服務質(zhì)量保證等方面的不足正為其帶來越來越多的挑戰(zhàn)。為了應對上述問題,研究者通過構(gòu)建網(wǎng)絡虛擬化環(huán)境下的試驗平臺推動網(wǎng)絡架構(gòu)、技術(shù)的創(chuàng)新研究。網(wǎng)絡虛擬化的核心思想是：利用虛擬化技術(shù)將網(wǎng)絡進行邏輯抽象,從而在共享的底層物理網(wǎng)絡基礎設施上同時創(chuàng)建和運行多個不同的虛擬網(wǎng)絡。虛擬網(wǎng)絡映射問題是網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)研究中的核心問題之一,它的主要研究目標是在滿足節(jié)點和鏈路約束條件的基礎上,將虛擬網(wǎng)絡請求映射到基礎網(wǎng)絡設施上,利用已有的物理網(wǎng)絡資源獲得盡可能多的業(yè)務收益。本文在對虛擬網(wǎng)絡映射問題進行系統(tǒng)學習和深入研究的基礎上,對現(xiàn)有工作中存在不足的虛擬網(wǎng)絡請求映射效率、映射成功率以及面向不同需求虛擬網(wǎng)絡請求的優(yōu)化處理三個方面的內(nèi)容展開研究。在進行虛擬網(wǎng)絡映射算法設計的同時,對虛擬網(wǎng)絡映射過程中一些具有共性的特征進行總結(jié)梳理,進而對虛擬網(wǎng)絡映射問題進行全面的梳理,并形成一套高效、靈活、可擴展的虛擬網(wǎng)絡映射解決方案。本文的主要創(chuàng)新工作包括以下三個方面：(1)圍繞提高虛擬網(wǎng)絡映射效率的目標,提出了基于節(jié)點連通性的虛擬網(wǎng)絡映射算法。已有的研究工作常常基于節(jié)點自身的資源屬性(例如,節(jié)點計算能力、出口帶寬能力)或鄰居節(jié)點的計算資源進行啟發(fā)式算法設計來解決虛擬網(wǎng)絡請求的映射問題,忽略了節(jié)點間的拓撲特征(例如,節(jié)點間建立連接的能力)。本文針對這一問題,首先基于節(jié)點間連接距離、可用鏈路帶寬等因素提出了節(jié)點連通性評價模型,然后通過綜合考量節(jié)點自身屬性、虛擬節(jié)點之間的連接關系、物理節(jié)點之間的連通性提出了一種兩步式映射算法。仿真結(jié)果表明,基于節(jié)點連通性的虛擬網(wǎng)絡映射算法在獲得更好的虛擬網(wǎng)絡請求接受率和網(wǎng)絡收益開銷比的基礎上,降低了算法的運行時間,整體上顯著提高了虛擬網(wǎng)絡映射效率(2)圍繞提高虛擬網(wǎng)絡映射成功率的目標,提出了基于實時拓撲屬性的虛擬網(wǎng)絡映射算法。已有的研究工作往往采用相同的標準衡量虛擬網(wǎng)絡請求和底層物理網(wǎng)絡中的節(jié)點,并沒有根據(jù)虛擬網(wǎng)絡請求和底層物理網(wǎng)絡在映射系統(tǒng)中不同的拓撲特征進行針對性的分析,不利于映射成功率的提高。本文針對這一問題,將已經(jīng)廣泛應用于社交網(wǎng)絡研究的節(jié)點中心性理論引入虛擬網(wǎng)絡映射問題,結(jié)合虛擬網(wǎng)絡映射問題的背景重新定義了節(jié)點中心性度量模型,然后通過分析虛擬網(wǎng)絡請求和底層網(wǎng)絡中節(jié)點在映射系統(tǒng)中不同的實時拓撲屬性對映射過程中節(jié)點的優(yōu)先性進行度量,在此基礎上設計了基于實時拓撲屬性的虛擬網(wǎng)絡映射算法。該方法不僅能夠體現(xiàn)節(jié)點自身的資源狀態(tài),而且能夠反映出在映射過程中節(jié)點在網(wǎng)絡中中心性的實時狀態(tài),因此,可以在虛擬節(jié)點映射階段選擇更優(yōu)的物理節(jié)點,有效降低了底層物理網(wǎng)絡的負載,從而提高虛擬網(wǎng)絡請求映射的成功率。仿真結(jié)果表明,在不同虛擬網(wǎng)絡資源需求條件下,基于實時拓撲屬性的虛擬網(wǎng)絡映射算法均實現(xiàn)了更高的虛擬網(wǎng)映射成功率,并獲得了較好的網(wǎng)絡收益開銷比和較低的算法運行時間。(3)圍繞不同虛擬網(wǎng)絡需求條件下網(wǎng)絡映射的優(yōu)化問題,提出了面向多種拓撲類型請求的虛擬網(wǎng)絡映射算法研究。在網(wǎng)絡虛擬化的業(yè)務系統(tǒng)中,為了提供定制化的互聯(lián)網(wǎng)服務,服務提供商則根據(jù)業(yè)務情況和應用需求構(gòu)建不同拓撲結(jié)構(gòu)的虛擬網(wǎng)絡請求。為了更加貼近真實的業(yè)務系統(tǒng),同時根據(jù)虛擬網(wǎng)絡請求的不同拓撲特征采用針對性的處理方法以實現(xiàn)更優(yōu)的虛擬網(wǎng)絡映射方案,本文首先給出了面向多種拓撲類型請求的映射算法設計思路,用以指導不同拓撲類型條件下虛擬網(wǎng)絡映射算法的設計。然后通過綜合考量網(wǎng)絡中可用物理資源情況和節(jié)點問拓撲連接關系等因素,提出了一種通用的物理節(jié)點評價模型,并以此為指導原則進行物理節(jié)點的重要性度量,從而為虛擬節(jié)點選擇更優(yōu)的物理。在以上工作的基礎上,提出了一種面向多種拓撲類型請求的復合型虛擬網(wǎng)絡映射算法,通過感知虛擬網(wǎng)絡請求的拓撲特征類型采用針對性的子算法進行處理。在仿真實驗中,本文提出的復合型虛擬網(wǎng)絡映射算法在多拓撲環(huán)境中提高了虛擬網(wǎng)絡請求接受率和網(wǎng)絡收益開銷比,整體上顯著提高了虛擬網(wǎng)絡映射性能。
【關鍵詞】：網(wǎng)絡虛擬化 虛擬網(wǎng)絡映射問題 節(jié)點連通性 實時拓撲屬性 多種拓撲類型
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.01
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 課題項目來源及研究意義14-16
• 1.2.1 課題項目來源14-15
• 1.2.2 研究意義15-16
• 1.3 論文主要貢獻16-18
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 虛擬網(wǎng)絡映射問題概述20-46
• 2.1 引言20
• 2.2 網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)概述20-39
• 2.2.1 網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)的概念20-21
• 2.2.2 網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)的研究內(nèi)容21-28
• 2.2.3 網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)在試驗平臺中的應用28-39
• 2.3 虛擬網(wǎng)絡映射問題39-45
• 2.3.1 虛擬網(wǎng)絡映射問題的數(shù)學模型39-41
• 2.3.2 虛擬網(wǎng)絡映射算法的性能評價模型41-42
• 2.3.3 虛擬網(wǎng)絡映射的時間窗映射模型42-43
• 2.3.4 虛擬網(wǎng)絡映射問題的研究現(xiàn)狀43-45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 第三章 基于節(jié)點連通性的虛擬網(wǎng)絡映射算法46-59
• 3.1 引言46
• 3.2 研究思路46-49
• 3.3 基于節(jié)點連通性的虛擬網(wǎng)絡映射算法49-52
• 3.4 仿真實驗與分析52-57
• 3.4.1 仿真環(huán)境設置52-53
• 3.4.2 仿真結(jié)果與分析53-57
• 3.5 本章小結(jié)57-59
• 第四章 基于實時拓撲屬性的虛擬網(wǎng)絡映射算法59-77
• 4.1 引言59
• 4.2 研究思路59-62
• 4.3 基于實時拓撲屬性的網(wǎng)絡分析62-66
• 4.3.1 節(jié)點中心性理論簡介62-63
• 4.3.2 虛擬網(wǎng)絡中的節(jié)點中心性分析63-64
• 4.3.3 底層基礎網(wǎng)絡中的節(jié)點中心性分析64-66
• 4.4 基于實時拓撲屬性的虛擬網(wǎng)絡映射算法66-68
• 4.5 仿真實驗與結(jié)果分析68-76
• 4.5.1 仿真實驗環(huán)境設置69-70
• 4.5.2 仿真結(jié)果分析70-76
• 4.6 本章小結(jié)76-77
• 第五章 面向多種拓撲類型請求的虛擬網(wǎng)絡映射算法77-95
• 5.1 引言77
• 5.2 研究思路77-80
• 5.3 面向多拓撲類型請求的虛擬網(wǎng)絡映射算法80-87
• 5.3.1 復合型映射算法整體運行機制80-82
• 5.3.2 通用底層物理網(wǎng)絡節(jié)點評價模型82-84
• 5.3.3 星型拓撲子映射算法84-85
• 5.3.4 樹型拓撲子映射算法85
• 5.3.5 環(huán)型拓撲子映射算法85-86
• 5.3.6 隨機拓撲子映射算法86-87
• 5.4 仿真實驗與結(jié)果分析87-94
• 5.4.1 仿真環(huán)境設置87-88
• 5.4.2 仿真結(jié)果分析88-94
• 5.5 本章小結(jié)94-95
• 第六章 結(jié)束語95-98
• 6.1 論文工作總結(jié)95-96
• 6.2 未來工作展望96-98
• 參考文獻98-104
• 附錄 縮略語索引104-106
• 致謝106-107
• 攻讀博士學位期間相關專利及論文107

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：601157