虚拟网络映射模型和算法研究

虚拟网络映射是网络虚拟化的关键问题之一,其目的是在满足虚拟网络资源需求的前提下,为该虚拟网络分配合适的底层网络节点和链路资源,从而在共享的物理网络基础设施之上构建彼此隔离的多重异构虚拟网络,为网络基础创新研究提供实验环境和平台,为网络新应用提供承载服务。论述了虚拟网络映射模型和映射算法,并提出基于最小割集理论设计VN映射算法。     

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。     

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。     

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。     

节点可重复映射和链路可分流的虚拟网映射算法

在已有映射算法的基础上,结合虚拟网节点映射原则,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,物理节点可以接受不同虚节点的映射.该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,使物理网可以接受更多的虚拟网请求,有效地提高了映射效率.另外,针对算法中链路映射的不足,对链路映射采取链路分流措施,有效地利用了零散带宽资源,进一步提高了虚拟网的映射率.模拟实验表明,新算法在执行时间、映射率以及映射收益等指标上都有着明显优势.     

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。     

链路可靠性感知的差异保护虚拟光网络映射

针对弹性光网络的多链路故障影响虚拟光网络映射性能问题,提出一种链路可靠性感知的差异保护虚拟光网络映射（RA-DPVONE）方法.根据光节点的资源特性与相邻链路故障概率,该方法设计了光节点重要性评估准则和优先映射方法.根据候选光路上的可用频谱资源和链路故障概率,设计虚拟链路映射的工作光路和保护光路的链路代价更新公式,仅为不满足可靠性需求的虚拟链路映射资源共享保护光路.仿真结果表明,所提方法能降低网络的带宽阻塞率,提高虚拟网络请求接受率和弹性光网络的频谱资源利用率.     

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。     

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。     

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。     

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。     

多战术数据链信息协同处理模块及其运行方法

战术数据链已经成为现代数字化战场上链接指挥中心、各级指挥所、各参战部队和武器平台以及各种数据终端的神经,一种战术数据链不可能满足所有的作战需求,因此形成了这种多种战术数据链并存的局面。多战术数据链信息协同处理模块屏蔽不同类型数据链物理传输介质的差异,实时接收数据链数据、监测载机与各数据链的通讯状态、将载机平台数据下传至各数据链,实现多种数据链的数据信息协同处理。     

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。     

核心链路感知的可生存虚拟网络链路保护方法

针对现有可生存虚拟网络链路保护方法无差别对待所有虚拟链路、备份资源消耗多且故障后网络恢复时延长的问题,该文提出一种核心链路感知的可生存虚拟网络链路保护(CLA-SVNLP)方法。首先,综合考虑虚拟链路动态和静态两方面因素构建虚拟链路核心度度量模型,依据虚拟网络生存性需求,对核心度较高的虚拟链路进行备份保护;其次,将p圈引入可生存虚拟网络链路保护,依据虚拟网络特点构建p圈,为核心虚拟链路提供1:N保护,即每条核心虚拟链路平均消耗1/N条的备份链路带宽资源以减少备份链路资源消耗,并将单物理链路保护问题转化为多个p圈内的单虚拟链路保护问题;最后网络编码技术与p圈结合,将备份链路对核心虚拟链路提供的1:N保护转化为1+N保护,避免了故障后定位、检测及数据重传。仿真结果表明,该方法提高了备份资源利用率且缩短了故障后的网络恢复时延。     

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。     

虚拟链路精确流模型在AFDX网络演算中的应用

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是针对航空电子应用从工业交换式以太网升级而来的。其中,引入的虚拟链路(VL)和流量管制机制为网络通信任务提供了确定性的保障。网络演算是AFDX中常用的VL延时上界计算工具,为AFDX网络的实时性研究提供了理论依据。但是网络演算采用了VL简单流模型,计算得到的延时上界比较悲观。将VL精确流模型应用在网络演算工具中,并展示了基于精确流模型的网络演算能够得到更紧的延时上界计算结果。     

A Virtual Network Mapping Algorithm Based on Time

As one of the challenges for network virtu- alization, virtual network embedding which maps Virtual network （VN） to the substrate network and allocates re- sources according to the requirements of VN in an efficient way has gained great attention. Existing algorithms gener- ally make their decision according to the present available substrate network resource, especially bandwidth. This paper proposes a time-based VN embedding algorithm. A probability model is formulated to obtain the maximum probability that the available resources of substrate net- work can be used by succeeding VN requests. The prob- ability is set as the weight of the node and the greedy algorithm is employed to embed the virtual node. The reciprocal of the probability is set as the weight of the link and the shortest path algorithm is employed to em- bed the virtual link. Simulation experiments show that the proposed algorithm increases the acceptance rate and the revenue compared to the existing algorithms.     

基于智能手机的虚拟专用网设计

移动办公安全是VPN技术的一个新的应用领域。通过对传统虚拟专用网的研究,建立了一个可以在智能手机终端上实现的虚拟专用网模型。模型包括三个模块:虚拟专用网客户端,安全服务器,虚拟网关。本文的虚拟专用网系统实现了从智能手机终端由公网到服务器的通信安全,实现了跨越公网进行局域网内数据交互。