虛擬網(wǎng)構(gòu)建與恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)基于對底層網(wǎng)絡(luò)資源的抽象、封裝與隔離的核心思想，將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供與基礎(chǔ)設(shè)施提供兩大功能相分離，并根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求，以構(gòu)建虛擬網(wǎng)的方式為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是解決目前互聯(lián)網(wǎng)僵化問題的關(guān)鍵技術(shù)。虛擬網(wǎng)的構(gòu)建與運(yùn)營是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的重要過程，其本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)資源的分配與管理問題，即如何高效地利用底層網(wǎng)絡(luò)資源以使得盡可能多的異質(zhì)虛擬網(wǎng)可以共存，如何有效地應(yīng)對底層網(wǎng)絡(luò)故障以使得已經(jīng)建立的虛擬網(wǎng)可以正常運(yùn)行，是目前網(wǎng)絡(luò)虛擬化方面的熱點(diǎn)研究問

2、題。
　　近年來，網(wǎng)絡(luò)虛擬化作為解決互聯(lián)網(wǎng)“僵化”問題的主要技術(shù)得到了廣泛的研究。其中虛擬網(wǎng)的構(gòu)建算法和網(wǎng)絡(luò)故障處理技術(shù)都有了長足的進(jìn)步，但仍存在如下問題:跨域虛擬網(wǎng)的構(gòu)建，用于解決虛擬網(wǎng)構(gòu)建請求規(guī)模較大時，單個自治域內(nèi)無法進(jìn)行構(gòu)建的問題;面向特定業(yè)務(wù)的組播樹構(gòu)建，用于解決終端用戶需求多樣且動態(tài)變化的問題;高效的虛擬網(wǎng)恢復(fù)算法，用于解決底層網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，虛擬網(wǎng)如何進(jìn)行高效恢復(fù)的問題。本文針對上述問題展開研究，主要工作如下:

3、>　　(1)研究了跨域虛擬網(wǎng)構(gòu)建問題，本文借鑒一般虛擬網(wǎng)的構(gòu)建方法，將底層網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)抽象成兩層視圖，以底層網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了一套虛擬網(wǎng)構(gòu)建請求的劃分、合并與分配策略，并提出了域內(nèi)虛擬網(wǎng)構(gòu)建算法與域間虛擬鏈路構(gòu)建算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的跨域虛擬網(wǎng)構(gòu)建算法在維護(hù)底層網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡方面效果顯著，并提高了運(yùn)行效率;
　　(2)研究了終端用戶需求多樣且動態(tài)變化的組播虛擬網(wǎng)構(gòu)建問題，提出了一種基于路徑匯聚的組播虛擬網(wǎng)構(gòu)建方法，可

4、以自動定位出為用戶提供服務(wù)的中間節(jié)點(diǎn)和源節(jié)點(diǎn)，并能夠根據(jù)用戶需求的動態(tài)變化及時更新已經(jīng)建立的組播樹。仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的時間性能和低構(gòu)建代價(jià);
　　(3)研究了虛擬網(wǎng)的愈合機(jī)理，本文將虛擬網(wǎng)的恢復(fù)問題等價(jià)轉(zhuǎn)化為多商品流問題，并提出了一種基于多商品流的虛擬網(wǎng)恢復(fù)方法，該方法只需部分調(diào)整原有虛擬網(wǎng)與底層網(wǎng)絡(luò)的映射關(guān)系，通過解一次多商品流問題恢復(fù)多個失效虛擬網(wǎng)。仿真結(jié)果表明，該算法可充分利用底層網(wǎng)絡(luò)中的剩余資源提高虛擬網(wǎng)的恢復(fù)效率

5、;
　　(4)研究了虛擬網(wǎng)的分布式恢復(fù)問題，提出了一種并行自適應(yīng)的虛擬網(wǎng)恢復(fù)方法。該方法為每個虛擬網(wǎng)建立獨(dú)立的虛擬機(jī)，虛擬機(jī)之間可以通過轉(zhuǎn)發(fā)恢復(fù)請求和合并底層網(wǎng)絡(luò)資源的策略來進(jìn)行虛擬網(wǎng)的恢復(fù)。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該方法相比較傳統(tǒng)的集中式虛擬網(wǎng)恢復(fù)方法，能夠更有效地提高虛擬網(wǎng)的恢復(fù)效率。
　　本文的研究依托國家973重大專項(xiàng)“可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系研究”課題“業(yè)務(wù)自適應(yīng)承載認(rèn)知機(jī)理”，以及國家863重大項(xiàng)目“新一代高可信網(wǎng)絡(luò)”課