基于成本约束的虚拟网映射策略及竞争分析

为实现物理网提供商长期收益的最大化,单个虚拟网的映射成本和接入控制策略最为关键,但在之前的研究中,资源价格定义不能反映资源供求关系,不利于物理网资源的有效利用,且接入控制策略没有综合考虑成本和收益的关系.为此,首先基于凸二次规划松弛方法,设计以映射成本最小化为目标的单虚拟网映射方案求解的近似算法;然后,针对动态到达的单虚拟网构建请求,基于影子价格的物理网资源定价策略,用上述近似算法求出映射方案,并基于映射成本约束的虚拟网接入控制策略,完成竞争算法设计,并给出算法的竞争比分析.实验表明,所提方法能使物理网资源得到有效利用,进而提高虚拟网构建请求的接受率和物理网提供商的长期收益.     

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。     

分布式环境中基于协商的虚拟网映射算法

网络虚拟化技术可以在共享的底层物理网络上为用户同时提供多种可定制的服务网络。目前的虚拟网映射算法比较依赖于集中式的管理节点,使其在可靠性和适用范围等方面存在诸多问题。为此,提出了一种分布式环境下的虚拟网映射算法,该算法通过多个节点之间的相互协商来完成虚拟网的映射,并且在降低通信开销和缩短虚拟链路的路径长度方面进行了相应改进。实验结果表明,该算法与同类型算法相比,在资源利用率和通信开销方面具有一定的优越性。     

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.     

网络虚拟化与虚拟网映射算法研究

本文对网络虚拟化技术中的虚拟网映射问题及其研究现状进行了介绍,分析了当前虚拟网映射算法存在的不足,提出了一种解决路径跳数限制约束的虚拟网映射算法一基于路径集多商品流问题模型的映射算法PBMC,该算法有效解决了路径跳数约束与网络资源分布均衡性之间的问题,提高了虚拟网构建成功率和网络资源利用率.     

时间和能量感知的贝叶斯虚拟网映射

针对虚拟网的节能映射问题,建立了结合时间和能量感知的虚拟网映射算法。在对节点和路径的评价标准中加入了时间因素,综合考虑了物理资源的运行时间等因素,用概率理论辅助分析了每个虚拟节点的多个可用物理节点被选中的概率。在节点选择阶段,综合考虑底层节点的剩余资源量、CPU资源利用率增量、节点开启情况和是否延长使用时间等因素,并使用条件概率理论辅助分析得到各可用节点的重要性;在链路选择阶段,综合考虑链路开启情况、延长使用时间和链路长度等因素。不仅使虚拟网请求映射在当前较小的节点和链路集合中,而且映射到了延长时间较短的设备上。实验结果表明,与未考虑时间因素的方法相比,该方法能带来更好的性能和更低的能耗。     

基于纳什议价的虚拟网多目标映射算法

请求接受率和节能是虚拟网映射过程中两个至关重要的指标,然而当前虚拟网映射问题的研究仅考虑单一指标,忽略了两者之间的关联和制约,导致虚拟网映射整体性能下降。该文提出一种基于纳什议价的虚拟网多目标映射算法(MOVNE-NB)：利用博弈论谈判技术,在纳什议价的框架下协商虚拟网映射的合理解;提出公平议价机制,避免参与人自私决策而导致议价失败。实验表明,MOVNE-NB算法不仅能产生一个帕累托有效解,且实现了请求接受率和节能的公平折中。

     

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。     

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。     

基于滑动区域的粒子群虚拟网节能映射算法

针对传统虚拟网节能映射中存在的节点映射分散、链路映射跳数多等问题,利用虚拟网请求的最小生成树拓扑将节点和链路同时映射,该文提出了基于滑动区域的粒子群虚拟网节能映射算法(EVNE_SRPS)。当一个虚拟网请求到达时,生成其最小生成树拓扑,根节点为路径和最短的节点;在底层网络随机选取多个区域作为粒子对象,并在区域中心映射虚拟网请求的最小生成树拓扑;计算粒子的适应度,求出群体和个体最优解,并在最优解的指导下确定滑动方向、更新区域位置,经过迭代后得到虚拟网的映射方案。实验结果表明,与现有算法相比,该算法降低了网络能耗,提高了运营商的收益成本比。     

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。     

基于节点邻近感知与路径综合评估的虚拟网络映射算法

该文针对虚拟网络映射过程中节点与链路映射关联性差、虚拟邻接节点映射距离远和相邻节点链路资源消耗不均衡的问题,提出一种两阶段的基于节点邻近感知与路径综合评估的虚拟网络映射算法(NA-PVNM)。在节点映射阶段,首先对虚拟节点按照资源请求和广度优先搜索算法排序,然后对每个虚拟节点的候选物理节点考虑资源丰富度和拓扑邻近性,建立了节点适应值函数计算最佳映射节点。在链路映射阶段,采用k最短路径算法,对每条候选路径考虑可用带宽、途经物理节点资源最大值和路径跳数,通过路径适应值函数计算最佳路径。仿真结果表明算法降低了链路映射长度,提高了虚拟网络请求接受率和收益开销比。实验分析了位置约束和物理网络拓扑性质对算法性能的影响以及映射过程中物理网络资源占用情况。实验结果表明,在物理资源分布和虚拟网络请求的条件约束下,提高虚拟网络映射成功率的关键在于减少映射时的资源消耗。     

分布式虚拟群小区中的接入控制

分布式多天线结构的虚拟群小区系统成为未来无线系统的一种解决方案。该系统具有灵活的组织结构,在增加频谱效率、提高通信质量上具有巨大潜力,并且能为各种新技术的采用提供广阔的发展空间。该文采用Markov链逼近的方法分析多天线情况下虚拟群小区系统的系统性能,对于基于干扰的接入控制策略下的系统阻塞率,切换失败率等给出了数值结果。研究结果表明分布式多天线系统有效地提高了上行系统性能。     

基于鲁棒优化的卫星虚拟网络准入控制与资源分配研究

网络虚拟化是一项未来网络发展的重要技术。针对卫星虚拟网络(SVN)中用户服务质量(QoS)可能受到严重影响的问题,该文提出一种用于SVN准入控制的方法,通过限制嵌入卫星物理网络中SVN的数量可以有效保证用户的QoS。具体而言,首先,该文提出一种两阶段SVN嵌入机制,该机制将短期资源分配与长期准入控制和资源租赁解耦。其次,该文同时考虑用户到达率时变导致流量需求不确定和卫星网络拓扑高动态性导致系统容量不确定的情况,将第1阶段的准入控制和资源租赁问题描述为鲁棒优化问题,再利用伯恩施坦近似将其转化为凸问题进行求解。最后,该文将第2阶段的资源分配问题转化为最大化公平带宽分配的凸问题进行求解。仿真结果表明了该文所提方法的有效性。     

一种基于区域划分的虚拟网映射新算法

目前多数启发式虚拟网映射算法是通过在限制性约束条件上构建映射优化目标函数,从而求得虚拟网映射次优解,存在映射匹配方程求解复杂、计算开销大、缺乏具体路径选择方法等问题.该文基于负载平衡路由和小区分结构的思想设计一种虚拟网映射算法VLB-VNE(Valiant Load-Balancing-Virtual Network ...     

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.     

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VirtualClock调度算法的接入允许控制算法

本文针对于Virtual Clock调度算法提出了一种基于生存期的接入允许控制算法.原有Virtual Clock的接入允许控制算法没有考虑到系统中在有连接建立和拆除的情况下如何动态分配带宽,致使分组的时延无法确保.本文从Virtual Clock算法的参考模型出发,对带宽释放和分配的时机作出规定.理论分析和仿真结果表明,本文的算法能够保证Virtual Clock算法的时延特性.本文的思路对于其他调度算法的接入允许算法也具有参考意义.