基于多商品流模型的虚拟链路映射

网络虚拟化是解决网络僵化问题和更好地共享底层网络资源的一种有效途径,虚拟网络映射是实施网络虚拟化的关键问题之～。虚拟网络映射包括节点映射和链路映射两个方面,其目标是为虚拟网络请求分配合适的底层网络节点和链路资源。阐述了底层网络支持路径分割时,如何基于多商品流模型实现VN链路映射。     

可靠的虚拟网络映射算法研究

网络虚拟化技术允许多个异构的虚拟网络共享一个底层物理网络资源,为目前的网络架构提供了一种有效的扩展手段.近年来,底层网络基础设施失效事件频发,因此如何提高虚拟网络的可靠性成为目前该领域一个研究热点.本文针对底层节点失效后虚拟拓扑如何最大化连通问题进行研究,设计了一种基于割集和拥塞感知的虚拟网络映射机制.实验表明,该方法在不预留保护资源的情况下,可获得更好的底层网络长期运行平均收益.     

信任感知的安全虚拟网络映射算法

针对网络虚拟化技术带来的新的安全威胁,将信任关系和信任度引入到虚拟网络资源分配中,量化分析了网络虚拟化环境中的安全问题,构建了安全虚拟网络映射的数学模型,并在映射过程中考虑节点的局部和全局重要性,采用逼近理想排序法方法对节点进行多属性重要度排序,提出了一种信任感知的安全虚拟网络映射算法。仿真结果表明,该算法在满足虚拟网络请求可信需求的条件下,获得了较好的映射成功率、映射收益和资源利用率。     

虚拟网络映射问题研究综述

对虚拟网络映射问题的相关研究工作进行了充分调研,对现有的研究成果进行了深入分析,并且指出了已有研究工作中关键技术的优缺点。最后讨论了可以进一步研究的方向,为虚拟网络映射问题的研究提供参考。     

一种基于拓扑势的虚拟网络映射算法

该文针对现有的虚拟网络映射算法对网络中节点的拓扑属性考虑不够周到,导致其请求接受率和收益开销比较低的问题,将物理学里的场论思想引入了虚拟网络映射,并提出一种基于拓扑势的虚拟网络映射算法。该算法在节点映射阶段,通过计算节点的拓扑势、节点的资源能力、待映射节点与已映射节点之间的距离,将虚拟节点映射至最佳的物理节点。在链路映射阶段,通过计算物理路径的可用带宽和路径跳数,将虚拟链路映射至最佳的物理路径。仿真实验表明,该算法在多种虚拟网络到达强度下的请求接受率和收益开销比均优于当前的虚拟网络映射算法。     

虚拟网络映射最小费用流模型及算法

研究了虚拟网络映射动态过程,发现虚拟网络映射代价收益动态倒置现象,提出虚拟网络多路径链路映射的最小费用流模型及算法,适用于在大规模底层网络上在线创建虚拟网络。仿真结果表明本文所提算法能够提高虚拟网络接收率及系统收益,并显著降低了算法时间复杂度,保证在线虚拟网络映射实时性,同时验证了虚拟网络映射代价收益动态倒置现象。     

基于链路优先的快速协同虚拟网络映射算法

在网络虚拟化环境中,为了减少链路映射成本和提高收益,提出了一种链路优先的协同映射算法。该算法交替映射链路和节点,并使用贪心思想优先将带宽资源需求较大的虚拟链路映射到跳数较少的物理路径上,最终达到降低虚拟网络平均消耗和提高虚拟网络接受率的目的。仿真结果表明,与已有算法相比,所提算法节约了链路映射的成本,提高了虚拟网络接受率和物理网络收益,算法运行时间也有效缩短。     

面向多节点故障的生存性虚拟网络映射方法

针对网络虚拟化环境中虚拟网络的生存性问题,提出一种面向多节点故障的生存性虚拟网络映射方法。该方法预先在物理网络中按比例留出备份资源并根据拓扑属性构造节点的候选集合,在发生节点故障后从故障节点的候选集合中选取重映射目标并动态分配预留的备用资源来恢复受到影响的虚拟网络,提高长期运营利润。仿真实验在多节点故障模型下从适用性、稳定性及性能方面验证了该方法的有效性。     

集中与分布:协同虚拟网络映射

结合传统集中式和分布式两类算法各自的特性,提出了协同虚拟网络映射算法。该算法保留了集中式算法中拥有全局视野的中心控制实体,负责总体控制和关键决策,同时将具体映射方案的计算过程交给有限的底层网络子集实现;唯一的中心控制实体与多个底层节点相互配合协作,共同完成虚拟网络映射的整个过程。该算法继承了集中式和分布式算法各自的优势,有效弥补了二者的缺陷,初步的仿真试验也证明了其可行性和有效性。     

面向节点异构的能耗感知虚拟网络映射算法

在底层网络节点异构的环境中,能耗优化的虚拟网络映射问题并不是最小化工作节点和链路数。该文针对此问题,构建底层网络节点和链路的负载能耗模型,并以能耗最优为目标,建立虚拟网络映射问题的数学模型,提出一种能耗感知虚拟网络映射算法。该算法在节点映射阶段以最小化能耗和协调链路映射为原则,将虚拟节点映射至综合资源能力最大的底层节点上,并采用改进的能耗感知k最短路径法进行链路映射。仿真结果表明,该算法显著减少虚拟网络映射的能耗,且底层网络节点异构性越大,能耗优势更为明显。     

基于资源区域聚集度的虚拟网映射算法

虚拟网映射是网络虚拟化研究中亟待解决的问题,针对已有映射算法中存在的对于网络拓扑信息利用不足的现状,该文提出了基于资源区域聚集度的虚拟网映射算法(RCI-VNE)。在映射预处理阶段,根据局部拓扑信息和区域资源聚集度提出节点区域资源聚集评价算法。在节点映射阶段,提出一种基于节点区域资源聚集排名的2-近邻聚集映射算法,该算法将虚拟网节点集中映射到底层网络中可用资源丰富的区域,减小承载链路的长度。实验结果表明,该算法降低了虚拟网映射开销,且具有较高的虚拟网请求接受率和较低的平均执行时间。     

Virtual Network Embedding Algorithm for Load Balance with Various Requests

Virtual network embedding （VNE） is a crucial technology for network virtualization to allocate network resource. Virtual network request in which node and link resource have great disparity will lead to unbal- anced resource distribution and lower acceptance ratio of virtual network requests. In this paper, we provide a vir- tual network embedding algorithm for load balance with various requests. It maps virtual nodes to substrate nodes of which node link residual resource ratio is closest to that of virtual nodes, and then maps the virtual link to physical path using shortest path first algorithm with the link node residual resource ratio constraint. Simulation shows that the provided algorithm can get higher acceptance ratio and network resource utilization for load balance.     

基于拓扑影响度和回溯迁移的虚拟网可靠性映射方案

底层物理节点或链路失效将影响虚拟网服务提供的连续性,因此如何实现虚拟网的可靠性映射是当前研究亟待解决的问题。文章建立了虚拟网映射(VNM)的数学模型,量化分析了虚拟网的可靠性,并归结出影响虚拟网可靠性的因素。为了克服这些因素,文章分别提出基于拓扑影响度(TID)的虚拟网映射(VNM-TID)算法和基于回溯机制的迁移算法(MA-Back)。仿真结果表明,VNM-TID MA-Back算法在虚拟网请求接受率、迁移成功率和有效承载率上具有优势,提高了虚拟网的可靠性。     

基于Openflow网络的高可靠性虚拟网络映射算法

该文基于Openflow网络提出了具有容错能力的虚拟网络映射模型,并且采用蚁群算法对其进行求解。针对虚拟网络的故障恢复机制,提出了区分用户优先级的故障恢复算法(Priority_Diff),该算法为用户提供不同的网络可靠性级别,对高级用户采用提前映射的备份路径替代故障链路,对低级用户重新映射故障链路;设计了故障备份链路重映射(BLRM)算法,将故障链路中的备份资源迁移到相邻链路,增强了备份链路的可用性。最后,通过仿真实验,从虚拟网络故障修复率、虚拟网络成功运行率和工作链路资源利用率3个方面验证了所提算法的优越性。     

物理节点可重复映射的虚拟网映射算法

该文在已有的映射算法基础上,结合K短路径的思想,改进了链路映射过程。算法通过多次搜索K短路径,寻找满足虚链路带宽需求的物理路径,有效地提高了虚链路的映射率。同时,根据虚拟网映射特性,针对节点映射过程,提出了物理节点可重复映射的映射算法,即在同一虚拟网映射过程中,物理节点可接受多个虚节点的映射。算法不仅减少了部分虚链路的映射过程,降低了映射的复杂度,而且节约了链路映射的成本,使物理网可以接收更多的虚拟网请求,有效地提高了映射效率。模拟实验表明,算法在执行时间、映射成功率以及映射收益等指标上都有着明显优势。     

跨域虚拟网络映射问题研究

该文研究网络虚拟化环境下的跨域虚拟网络映射问题,提出一种集中式管理、分布式控制的分层分域虚拟网络资源管理架构。在此基础上,构建了一种有效的虚拟网络跨域映射框架,在此框架下将涉及到跨域的虚拟网络请求进行划分,并以最小化虚拟网络映射开销为目标,基于优化的人工蜂群算法进行最优划分方案的求解。仿真结果表明该方法在平均划分时间、虚拟网络请求接受率和平均额外映射等方面相比传统方法具有更好的性能。     

环境自适应的拓扑联合感知虚拟网映射算法

针对虚拟网映射算法环境适应度低、拓扑关联性较差且映射开销较大的问题,该文提出一种环境自适应的拓扑联合感知虚拟网映射算法。首先提出一种加权相对熵排序方法对具有多指标的节点进行量化处理,依环境变化赋予节点指标不同的权值;在虚拟节点排序阶段采用加权相对熵和广度优先搜索算法双重排序,物理节点排序中引入就近度与加权相对熵算法配合使用,实现了对虚拟拓扑和物理拓扑的联合感知;最后利用k-最短路径算法完成虚拟链路映射。仿真结果表明,该算法依据环境变化自适应调整指标权值,提高了虚拟网映射成功率和收益开销比。     

节点重要性感知的透明虚拟光网络协同映射策略

针对透明弹性光网络环境下虚拟光链路映射过长和频谱碎片问题,该文提出一种节点重要性感知的协同映射算法。在节点映射阶段,设计节点重要性度量准则,评估未映射节点和已映射节点的邻近性,以及光路的频谱紧密度,以缓解链路频谱碎片和增强节点映射的紧凑性。同时,为了降低节点映射成功而链路映射失败的概率,提出一种节点-链路协同映射算法,当成功映射一对相邻虚拟节点时,立即映射他们之间的虚拟光链路,并分配频谱资源,最小化虚拟光链路所映射物理光路跳数。仿真结果表明,所提算法能够使用更少的频谱资源传输更多的虚拟光网络业务,且缩短了虚拟光链路映射长度。