[发明专利]一种基于链路干扰的虚拟网络映射方法

摘要

本发明公开了一种基于链路干扰的虚拟网络映射方法，特征是在虚拟网络映射中，引入链路干扰衡量基础设施网络时间维度的拓扑信息；根据基础设施网络链路的可用带宽资源和干扰使用网页排序算法计算基础设施网络节点的排序值；根据虚拟网络请求的节点计算资源和链路带宽需求计算虚拟节点的排序值；使用贪婪匹配算法进行节点映射；加权基础设施网络链路的可用带宽和干扰值使用最短路径算法进行链路映射；采用本发明使用基于链路干扰的虚拟网络映射方法能显著的提高基础设施提供商的平均收益和虚拟网络请求的平均接受率。

主权项

一种基于链路干扰的虚拟网络映射方法，包括：在时间轴上的每个时间窗口中，使用收益公式Revenue(VNRi)={αCΣu∈Vvr_cpu(u)+αBΣ(u,v)∈Evr_bw(u,v)}τi]]>计算时间窗口内到达的和请求队列中的每个虚拟网络请求的收益Revenue，其中Vv和Ev分别表示虚拟网络请求VNRi的节点集合和链路集合，r_cpu(u)表示虚拟节点u,u∈Vv,的计算资源需求，r_bw(u,v)表示虚拟链路(u,v),(u,v)∈Ev,的带宽资源需求，αC和αB分别表示基础设施提供商的计算资源和带宽资源的单价，τi为虚拟网络请求的生存时间；然后，按照虚拟网络请求的收益Revenue从大到小依次进行虚拟网络映射：如果节点映射和链路映射都成功，则虚拟网络请求映射成功，更新基础设施网络的可用资源；如果映射失败且该请求映射失败的次数未超过上限Th，则将其加入到请求队列中，延迟重新映射；如果虚拟网络请求映射失败的次数达到上限Th，则主动拒绝该虚拟网络请求；其特征在于：在虚拟网络映射中，引入链路干扰衡量基础设施网络时间维度的拓扑信息；根据基础设施网络链路的可用带宽资源和干扰使用网页排序算法计算基础设施网络节点的排序值，并根据虚拟网络请求的节点计算资源和链路带宽需求计算虚拟节点的排序值，使用贪婪匹配算法进行节点映射；加权基础设施网络链路的可用带宽和干扰值使用最短路径算法进行链路映射；具体的操作步骤如下：第一步：使用链路干扰公式I(u,v)=CB(u)deg(u)+CB(v)deg(v),∀u,v∈Vs]]>计算基础设施网络所有链路的干扰，其中I(u,v)表示基础设施网络链路(u,v)的链路干扰，Vs表示基础设施网络节点集合，符号CB(i)和deg(i)(i＝u,v)分别表示基础设施网络节点i的介数中心性和度中心性；第二步：使用基础设施网络节点排序公式ARu=(1-ϵ)Σv∈N(u)m(v,u)ARvΣw∈N(v)m(w,v)+ϵ,∀u,v∈Vs]]>计算基础设施网络所有节点的排序值AR，其中ARi(i＝u,v)表示基础设施网络节点i的排序值，N(i)(i＝u,v)表示与节点i直接相连的节点集合，参数ε∈(0,1)，基础设施网络链路(u,v)的带宽资源可用度m(u,v)定义为：m(u,v)=γnorm(a_bw(u,v))+(1-γ)norm(1I(u,v))]]>其中a_bw(u,v)表示基础设施网络链路(u,v)的可用的带宽资源，norm(·)表示归一化操作，γ∈(0,1)；第三步：使用虚拟节点排序公式RRu=dΣv∈N(u)r_bw(v,u)RRvΣw∈N(v)r_bw(w,v)+(1-d)c(u),∀u,v∈Vv]]>计算所有虚拟节点的排序值RR，其中RRi(i＝u,v)表示虚拟节点i的排序值，N(i)(i＝u,v)表示与节点i直接相连的节点集合，d∈(0,1)，第四步：节点映射，具体的映射流程如下：初始化未映射节点集合为虚拟网络请求的节点集合Vv，可用节点集合为基础设施网络节点集合Vs；重复如下操作直至节点映射结束：如果未映射节点集合是空集，则节点映射成功，节点映射结束；否则，选择其中排序值RR最大的虚拟节点vNode，在可用节点集合中搜索能满足虚拟节点vNode计算资源需求的节点组成可行节点集合；如果可行节点集合是空集，则节点映射失败，节点映射结束；否则，选择其中排序值AR最大的节点sNode作为虚拟节点vNode的映射结果，并将虚拟节点vNode和基础设施网络节点sNode分别从未映射节点集合和可用节点集合中移除；第五步：链路映射，具体的映射流程如下：初始化未映射链路集合为虚拟网络请求的链路集合Ev，备份基础设施网络的可用资源信息；重复如下操作直至链路映射结束后使用备份信息还原基础设施网络的可用资源信息：如果未映射链路集合为空集，则链路映射成功，链路映射结束；否则，从未映射链路集合中选择带宽资源需求最大的虚拟链路vLink，将基础设施网络的所有节点和能满足虚拟链路vLink带宽资源需求的链路提取出来形成一个简化的基础设施网络拓扑，使用链路权值计算公式χ(u,v)=βnorm(I(u,v))+(1-β)norm(1a_bw(u,v))]]>计算简化的基础设施网络拓扑中链路的权值，其中χ(u,v)表示基础设施网络链路(u,v)的权值，β∈(0,1)；使用最短路径算法在虚拟链路vLink两端的虚拟节点所映射的基础设施节点之间搜索链路权值和最小的路径P；如果路径P不存在，则链路映射失败，链路映射结束；否则将路径P作为虚拟链路vLink的映射结果，更新路径P中所有链路的可用带宽资源，并将虚拟链路vLink从未映射链路集合中移除；第六步：根据节点映射和链路映射的结果，更新基础设施网络的可用资源信息。