[发明专利]一种大规模多维融合的虚拟网络映射方法

说明书

一种大规模多维融合的虚拟网络映射方法，涉及虚拟网络映射技术领域。本发明为了解决现有的虚拟网络映射方法无法解决多维融合的虚拟网络映射问题以及无法适于万级以上节点数映射的问题。所述方法首先输入虚拟网络和底层物理网络；接着对多维虚拟网络拓扑进行预处理；再对底层物理网络拓扑进行简化操作，分别简化到路由器级别和交换机级别；接着进行K最短路径预算；使用混合遗传算法进行粗略映射；接着使用混合遗传算法进行精确映射，之后再映射到具体的物理主机；接着进行虚拟链路的映射，在映射成功后，输出收益比或负载均衡。提高虚拟网络映射的收益比和成功率。

技术领域

本发明涉及一种多维融合的虚拟网络映射方法，涉及虚拟网络映射技术领域。

背景技术

随着网络化时代的发展，网络空间安全已经成为各国战略的制高点，网络靶场是攻防演练、技术测试、漏洞挖掘、培养网络安全人才的综合训练实验基地，如何在有限的物理资源上高效快速部署网络靶场成为了一个关键性的技术问题。不仅需要搭建靶场，由于需要仿真的现实网络规模巨大，更需要搭建大规模的靶场，但是传统的虚拟网络映射算法都是基于虚拟网络拓扑在小规模情形下的研究，无法直接解决大规模的虚拟网络映射问题，况且虚拟网络是多维的情形下，因此，本发明提出的大规模多维虚拟网络映射算法在现实中具有重要的意义。

现有文献CN108880900A公开了一种面向网安试验的虚拟网络映射方法，其为了解决现有技术进行千级以上节点数的映射时，收益开销比低的问题。共包括步骤为：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；二：得到被划分为K个部分的虚拟网络拓扑图；三：得到K个节点的虚拟网络拓扑图；四：对物理网络拓扑图和K个节点的虚拟网络拓扑图分别进行节点排序；五：进行物理网络节点和虚拟网络节点映射；六：根据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。该文献无法解决多维融合的虚拟网络映射问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

本发明为了解决现有的虚拟网络映射方法无法解决多维融合的虚拟网络映射问题以及无法适于万级以上节点数映射的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种大规模多维融合的虚拟网络映射方法，所述方法最大化节省路由器之间、路由器和交换机之间的带宽资源；

所述方法的实现过程为：

首先输入虚拟网络和底层物理网络；

接着对多维虚拟网络拓扑进行预处理；

再对底层物理网络拓扑进行简化操作，分别简化到路由器级别和交换机级别；接着进行K最短路径预算；

使用混合遗传算法进行粗略映射(虚拟节点的映射)，就是将虚拟节点先映射到某个物理路由器之下；

接着使用混合遗传算法进行精确映射(虚拟节点的映射)，就是将虚拟节点映射到路由器下的某个具体的交换机，之后再映射到具体的物理主机；

接着进行虚拟链路的映射，在映射成功后，输出收益比或负载均衡。

进一步地，所述混合遗传算法是遗传算法和模拟退火算算法的结合。

进一步地，在虚拟链路映射阶段，采用K最短路径，所用的K最短路径是预先计算出来的，并记录了每条路径的最小带宽，通过每次更新最小带宽，来确定当前路径是否能够满足虚拟链路的带宽需求。

进一步地，对多维虚拟网络拓扑进行预处理的具体过程为：

为减小问题规模首先使用METIS进行虚拟网络的划分，划分的块数根据虚拟网络拓扑的规模来动态确定；