[发明专利]面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法

摘要

一种面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法，主要解决面向SDN的弹性光网络中通过网络虚拟化的方式实现网络资源的灵活分配与调度问题。具体步骤包括：1.获取底层物理网络信息；2.接收虚拟网络请求信息；3.获得备选可编程物理节点集合；4.映射虚拟网络节点；5.判断当前虚拟网络的所有虚拟节点是否都已经映射到物理网络中；6.虚拟网络链路映射；本发明通过采用基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法、广度优先搜索方法和基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法，降低了虚拟网络映射阻塞率，减少了物理网络带宽资源消耗，提高网络承载未来虚拟网络业务能力。

主权项

1.一种面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法，具体步骤如下：(1)获取底层物理网络信息：通过软件定义网络SDN的控制器，获取作为底层物理网络的软件定义网络SDN弹性光网络资源信息，软件定义网络SDN弹性光网络资源信息包括底层物理网络中可编程物理节点的能力和物理链路的带宽资源；(2)接收虚拟网络请求信息：软件定义网络SDN的控制器接收含有虚拟节点资源需求与虚拟链路用户带宽需求的虚拟网络请求信息；(3)获得备选可编程物理节点集合：从底层物理网络的可编程物理节点中选取满足资源约束的节点，组成备选可编程物理节点集合；(4)映射虚拟网络节点：(4a)采用基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法，分别计算虚拟网络请求中虚拟节点的归一化综合资源需求IRR、当前底层物理网络中备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力IRCC、备选可编程物理节点映射匹配因子；所述基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法的具体步骤如下：第一步，按照下式，计算每一个虚拟节点的归一化综合资源需求：其中，IRR(nv)表示第nv个虚拟节点的归一化综合资源需求，Cv(nv)表示第nv个虚拟节点的资源需求，Cmax(NV)表示虚拟节点集合NV中的最大资源需求，∑表示求和操作，∈表示属于符号，L(nv)表示与第nv个虚拟节点相连的所有虚拟链路的集合，S(lv)表示第lv条虚拟链路所需的资源带宽，d(nv)表示第nv个虚拟节点的度，Smax(nv)表示与第nv个虚拟节点相连的所有虚拟链路中所需的带宽资源的最大值；第二步，按照下式，计算每一个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力：其中，IRCC(n_s)表示第n_s个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力，C_S(n_s)表示第n_s个备选可编程物理节点的能力，N_S表示底层备选可编程物理节点集合，C_max(N_s)表示备选可编程物理节点集合中的最大能力，∑表示求和操作，l_s表示底层物理网络中与第n_s个备选可编程物理节点相连的物理链路的序号，∈表示属于符号，L(n_s)表示与第n_s个备选可编程物理节点相连的所有物理链路的集合，B(l_s)表示第l_s条物理链路中可用频谱块的数目，S_ave(l_s)表示物理链路l_s中连续频谱块的长度的平均值，d(n_s)表示第n_s个备选可编程物理节点的度，表示与第n_s个备选可编程物理节点相连的物理链路集合L(n_s)中可用频谱块的数目的最大值，表示与第n_s个备选可编程物理节点相连的物理链路集合L(n_s)中连续频谱块的长度的平均值；第三步，从底层备选可编程物理节点集合N_S中选取归一化综合资源承载能力IRCC最大的可编程物理节点，将所选取的归一化综合资源承载能力IRCC最大可编程物理节点作为虚拟映射的物理根节点第四步，按照下式，计算每一个备选可编程物理节点映射匹配因子：其中，表示第n_s个备选可编程物理节点的映射匹配因子，IRCC(n_s)表示第n_s个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力，表示物理根节点的归一化综合资源承载能力，e表示自然数指数，表示第n_S个备选可编程物理节点到物理根节点的距离；(4b)采用广度优先搜索方法，将虚拟网络请求的虚拟节点映射到备选底层物理网络可编程物理节点中；所述广度优先搜索方法的具体步骤如下：第一步，从虚拟节点集合N_V中选取归一化综合资源需求IRR最大的虚拟节点，将所选取的归一化综合资源需求IRR最大虚拟节点作为虚拟网络的根节点第二步，将虚拟网络的根节点作为广度优先搜索树的根节点，将广度优先搜索树的根节点标号Index为1，将广度优先搜索树的根节点的所有子节点按照综合资源需求IRR由大到小的顺序依次排列，将第i个虚拟节点的Index值计为i；第三步，按照虚拟节点标号Index的值从小到大的顺序，将虚拟节点集合NV中的虚拟节点依次映射到当前底层物理网络备选可编程物理节点集合NS中映射匹配因子最大的可编程物理节点上；(5)判断当前虚拟网络的所有虚拟节点是否都已经映射到物理网络中，若是，则执行步骤(6)，否则，执行步骤(4)；(6)虚拟网络链路映射：(6a)在底层物理网络中获取与虚拟网络中虚拟链路两端节点对应的可编程物理节点间的备选物理路径集合；(6b)按照下式，计算映射每一条虚拟链路时备选物理路径集合中所有备选物理路径的最紧匹配因子：其中，λi(lv)表示在映射第lv条虚拟链路时，第i条备选物理路径的最紧匹配因子，Smini(P)表示第i条备选物理路径的最小连续频谱块长度，S(lv)表示第lv条虚拟链路需要的资源带宽，ε表示一个正数且ε→0；(6c)使用基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法，进行链路映射；所述基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法的具体步骤如下：第一步，在每一条虚拟链路映射时将所有备选物理路径的最紧匹配因子作为备选物理路径的权值，采用迪杰斯特拉Dijkstra算法，求得与虚拟链路两端虚拟节点对应的可编程物理节点间的最短物理路径；第二步，将虚拟链路映射到底层物理网络中与最短物理路径对应的物理链路上。