[发明专利]一种面向网安试验的虚拟网络映射方法

权利要求书

1.一种面向网安试验的虚拟网络映射方法，其特征在于：所述面向网安试验的大规模虚拟网络映射方法包括以下步骤：

步骤一：对虚拟网络拓扑图进行粗化处理，得到粗化后的虚拟网络拓扑图；

步骤二：对步骤一粗化后的虚拟网络拓扑图进行K路划分，得到被划分为K个部分的虚拟网络拓扑图；

步骤三：将步骤二划分为K个部分的虚拟网络拓扑图还原成未进行粗化处理时的K个部分的虚拟网络拓扑图，即得到K个节点的虚拟网络拓扑图；

步骤四：对物理网络拓扑图和步骤三得到的K个节点的虚拟网络拓扑图分别进行节点排序；

步骤五：按步骤四得到的物理网络拓扑图的节点排序的顺序和K个节点的虚拟网络拓扑图的节点排序的顺序，进行物理网络节点和虚拟网络节点映射；

步骤六：根据步骤五物理网络节点和虚拟网络节点映射的关系，将虚拟链路映射到物理链路中，若链路映射失败，则重新执行步骤一至步骤五，进行下一个虚拟网络拓扑图链路映射；

所述步骤二中对步骤一粗化后的虚拟网络拓扑图进行K路划分，得到被划分为K个部分的虚拟网络拓扑图的具体过程为：

K路划分的方法采用贪心图增长划分算法；

K的计算方法如公式（1）：

其中ε为放大系数，为虚拟网络拓扑图，为物理网络拓扑图，为虚拟网络拓扑图的节点权重之和，为当前物理网络拓扑图的节点权重之和，为物理网络拓扑图的节点数，为虚拟网络拓扑图的链路权重之和，为当前物理网络拓扑图的链路权重之和；

所述步骤五中按步骤四得到的物理网络拓扑图的节点排序的顺序和K个节点的虚拟网络拓扑图的节点排序的顺序，进行物理网络节点和虚拟网络节点映射的具体过程为：

步骤五一：先按照虚拟节点排序的顺序计算每一个未匹配的虚拟节点与第一个物理节点的契合度，契合度最高的虚拟节点匹配到物理节点上；

步骤五二：重复步骤五一的过程，直至第一个物理节点剩余的节点权重小于剩余任意一个未匹配的虚拟节点权重，执行步骤五三：

步骤五三：重复步骤五一至步骤五二，进行第二个物理节点与剩余未匹配的虚拟节点进行匹配，直至所有虚拟节点被匹配完成；若虚拟节点未被匹配完成，而所有物理节点剩余的节点权重均小于剩余任意一个未匹配的虚拟节点权重，则匹配失败，执行步骤五四；

步骤五四：重新执行步骤一对下一个虚拟网络拓扑图进行映射；

所述契合度的计算公式为：

其中，的计算方法为公式（4）：

其中为虚拟节点，为物理节点，为已经被映射到中的虚拟节点集合，为所连接的链路的集合，为中节点所连接的链路的集合，为属于且属于的链路；为和已经被映射到中的虚拟节点的链路关系，为的权重，为节点所连接的全部链路的数量；

的计算方法如公式（5）：

其中为属于且不属于的链路；为和没有被映射到中的虚拟节点的链路关系。

2.根据权利要求1所述一种面向网安试验的虚拟网络映射方法，其特征在于：所述步骤一中对虚拟网络拓扑图进行粗化处理，得到粗化后的虚拟网络拓扑图的具体过程为：

采用改进的重边匹配策略对虚拟网络拓扑图进行粗化处理，得到压缩后的虚拟网络拓扑图。

3.根据权利要求1所述一种面向网安试验的虚拟网络映射方法，其特征在于：所述步骤三中将步骤二划分为K个部分的虚拟网络拓扑图还原成未进行粗化处理时的K个部分的虚拟网络拓扑图的具体过程为：

采用贪心细化算法将步骤二划分为K个部分的虚拟网络拓扑图还原成未进行粗化处理时的K个部分的虚拟网络拓扑图。

4.根据权利要求3所述一种面向网安试验的虚拟网络映射方法，其特征在于：所述步骤四中对物理网络拓扑图和步骤三得到的K个节点的虚拟网络拓扑图进行节点排序的具体过程为：

节点值的计算公式如公式（2）所示：

其中是节点的排序计算值，是节点的权重，为节点所连接的链路的集合，为中的链路，为的权重，为节点所连接的全部链路的权重之和，为节点所连接的全部链路的数量，为放大系数，用于使和处于同一个数量级；

排序方法为快速排序，从节点值高的到节点值低的依次排序。

5.根据权利要求1所述一种面向网安试验的虚拟网络映射方法，其特征在于：所述步骤六中根据步骤五物理网络节点和虚拟网络节点映射的关系，将虚拟链路映射到物理链路中的具体过程为：

采用Dijkstra算法将虚拟链路映射到物理链路中，在寻找最短路径的过程中加入带宽限制。