可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射模型及算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的爆炸式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)受到較大沖擊，僵化問題越來(lái)越嚴(yán)重。近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)虛擬化(Network Virtualization, NV)技術(shù)作為一種解決網(wǎng)絡(luò)僵化問題的有效途徑，受到了極大的關(guān)注。在NV問題的探究中，作為其中的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容—虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，即使眾多的虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求(Virtual Network Request, VNR)能夠映射到同一個(gè)底層物理網(wǎng)絡(luò)(Substrate Network, SN)上，以便使SN上的

2、資源得以共享。但由于物理網(wǎng)絡(luò)數(shù)量的有限性，網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)量的增長(zhǎng)受到了嚴(yán)重阻礙。鑒于此,本文提出了一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化(Network Virtualization, NV)技術(shù)，從而在較大程度上改善了網(wǎng)絡(luò)僵化的程度。在當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)評(píng)價(jià)的指標(biāo)有多種，如 SN對(duì) VNR的接受率，網(wǎng)速響應(yīng)時(shí)間以及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等。值得關(guān)注的是，隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量規(guī)模的日益龐大，網(wǎng)絡(luò)故障問題成為影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的重要因素。因此，如何提高網(wǎng)絡(luò)的可生存性問題成為近年來(lái)研究

3、的重要課題?，F(xiàn)有的可生存性算法多集中于單方面提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，這使得資源浪費(fèi)問題日益突出，同時(shí)也出現(xiàn)了負(fù)載不均衡以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境應(yīng)用受限等問題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴為滿足不同用戶的鏈路保護(hù)需求，提出一種可調(diào)整資源比例的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法GSVNE。GSVN E首先將物理網(wǎng)絡(luò)鏈路資源動(dòng)態(tài)預(yù)分為主要流和備份流資源兩部分，前者是網(wǎng)絡(luò)正常情況下，提供給用戶的資源，后者是網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，分配給用戶的備用資源；然后，利用新型智能優(yōu)化

4、算法群搜索優(yōu)化算法(Group Search Optimizer, GSO)進(jìn)行優(yōu)化求解；最后采用模擬仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法性能進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明，該算法可以較好地滿足用戶的鏈路保護(hù)需求并提高資源利用率。⑵由于網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的增多以及備用資源的設(shè)置，在資源相對(duì)較少的環(huán)境下易導(dǎo)致接受率不高，因此本文進(jìn)一步提出了一種支持路徑切割和資源共享的可生存性算法(GSBKE-Pc-Yshare)，此算法支持虛擬請(qǐng)求的不同鏈路共享同一條物理鏈路來(lái)減少備用資源的使

5、用量，即允許兩條物理路徑同時(shí)為虛擬鏈路提供備用資源，同時(shí)設(shè)備間的映射路徑不再限制為單條，從而較大程度上提高網(wǎng)絡(luò)的接受率。⑶現(xiàn)實(shí)中多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供商環(huán)境是最常見的，但目前大多數(shù)的研究局限于單區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供商環(huán)境。而現(xiàn)實(shí)生活中特別是對(duì)于數(shù)據(jù)安全性要求較高的網(wǎng)絡(luò)用戶，普通的單區(qū)域網(wǎng)絡(luò)映射已很難滿足需求。因此，本文提出一種支持跨區(qū)域映射的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法(IntD-GRC-SVNE)，該算法支持跨區(qū)域映射，通過將通信用戶映射到不同的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)