[发明专利]一种面向多跳网络中虚网构建的资源虚实映射方法

说明书

本发明提供一种面向多跳网络中虚网构建的资源虚实映射方法，所述的方法包括步骤如下：S1：将物理网络进行抽象，建立两两相连的初始化虚拟网络拓扑结构；S2：采用小世界理论，并通过虚拟网络评估指标对虚拟网络拓扑进行优化，得到优化拓扑连接关系；S3：为虚拟网络拓扑结构的每条链路依次赋予等额通信资源，并将剩余资源根据并行业务传输数为每条链路分配不同通信资源；S4：采用基于强化学习的路径选择方法，完成端到端的虚拟链路规划，将虚网用户节点之间的虚拟链路映射为实际链路。本发明能在满足多用户间无拥塞通信需求的情况下，提高链路利用率，降低网络带宽开销。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种面向多跳网络中虚网构建的资源虚实映射方法。

背景技术

目前，由于通信环境态势存在复杂多变、通信节点数量多、资源管理复杂化的问题，一般采用构建虚拟网络的方式对复杂的物理网络进行有效的管理。网络虚拟化是在保留现有互联网架构的前提下，通过在现有网络上构建虚拟网络以满足多样化业务的需求；它是应对当前网络僵化的一种重要方案，是未来多个异构隔离虚拟网络共享底层物理资源网络的重要范式。

虚拟网络映射是实例化虚拟网络，实现网络资源分配的关键。面向差异化业务请求的虚拟网络映射算法，通过定义节点饱和度，提出基于节点饱和度的虚拟节点映射算法和基于节点饱和度的虚拟链路映射算法，应对虚拟网络请求中虚拟节点资源请求和虚拟链路资源请求差异较大，造成网络资源分布不均的情况。

网络虚拟化分层模型中，包含如下3层结构：基础设施层、虚拟化重叠层以及服务层。通过虚拟化层在应用层和底层基础网络间形成透明的隔离，以及采用动态资源分配与控制技术建立映射关系，以改善和提升互联网能力，满足端对端服务质量、安全性、可管理性等需求。

现有技术之一，面向差异化业务请求的虚拟网络映射算法将虚拟节点映射在满足其资源需求，且节点饱和度最接近虚拟节点饱和度的物理节点上，在确定承载虚拟节点的物理节点的同时，确定了承载虚拟链路的物理路径上的部分物理链路，并将虚拟链路映射到满足其资源请求的物理链路组成的物理路径上，如图1所示。

首先，定义节点与所连接链路的资源比为节点饱和度，包括物理节点的饱和度和虚拟节点的饱和度；其次，应用基于节点饱和度的虚拟节点映射算法，将虚拟节点映射在剩余资源以满足虚拟节点资源请求，且节点饱和度最接近虚拟网络请求中虚拟节点饱和度的物理节点上，确定承载虚拟节点的物理节点；最后，确定承载虚拟链路的物理路径上的部分物理链路，应用基于节点饱和度的虚拟链路映射算法，选择所经过物理节点的节点饱和度最接近虚拟网络请求的节点饱和度的一条物理路径承载虚拟链路，实例化虚拟网络。

然而以上现有技术之一的技术方案是基于虚链路的组合，通过在两两节点之间搭建虚链路实现网络虚拟网络形态的搭建，虽然基于节点饱和度的优化策略可使网络资源分布更均衡。但在更大规模的网络条件下这种方法会导致复杂度高，冗余路径多，资源利用率低等问题。

现有技术之二，在网络虚拟化分层模型中，包含如下3层结构：基础设施层、虚拟化重叠层以及服务层，如图2所示。基础设施层由众多的基础设施提供者(InP)组成，每个InP包括大量的可编程的支持虚拟化的节点，例如路由器及终端服务器等。InP通过虚拟化资源统一描述方式将底层资源的细节屏蔽，为上层提供统一的虚拟资源抽象。虚拟化重叠层基于分布式智能多代理系统，由一系列分布的域管理器组成。每个域管理器对应相应的一个InP。域管理器负责资源的探测、抽象，虚拟资源的分配、调度，虚拟网的创建、实例化。服务层由众多相互隔离的虚拟网组成。这些虚拟网由用户或者用户代理发起的请求进行驱动，由域管理器进行调度、分配、创建，完成特定的功能。这些特定的功能主要包括两大方面：新型网络协议、架构的测试验证和针对特定的服务需求，实现特定的虚拟专网拓扑。