考慮地理位置約束的虛擬網(wǎng)絡(luò)抗毀映射算法研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,各種各樣的基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層出不窮,這些新型的應(yīng)用對互聯(lián)網(wǎng)提出了不同的需求,使得現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)面臨著很大的挑戰(zhàn),互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展呈現(xiàn)出僵化現(xiàn)象。在這種情況下,網(wǎng)絡(luò)虛擬化(Network Virtualization,NV)被提出,當(dāng)前,網(wǎng)絡(luò)虛擬化已經(jīng)被大家認(rèn)可是解決目前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展僵化的有效可行的方法。然而,為了應(yīng)用這一解決方案,首先面臨的一個重大挑戰(zhàn)是怎樣將虛擬網(wǎng)絡(luò)(Virtual Network,VN)有效合理的映射到基

2、礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(Substrate Network, SN)上,這就是虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題(Virtual Network Mapping Problem, VNMP)。在底層物理資源有限的情況下,高效的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射不僅可以提高物理資源的利用率,降低能耗,而且能讓用戶節(jié)約成本,這對用戶和基礎(chǔ)設(shè)施提供商(Infrastructure Providers,InPs)來說,都是非常有利的;另外,基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)有可能發(fā)生失效,為了保證虛擬節(jié)點(diǎn)和虛擬鏈路的

3、生存性,虛擬網(wǎng)絡(luò)的抗毀映射是虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題中的關(guān)鍵之一。
　　本文主要研究了三個虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題:(1)在考慮虛擬節(jié)點(diǎn)地理位置的約束條件下,某一時刻,物理網(wǎng)絡(luò)至多只有一個物理節(jié)點(diǎn)發(fā)生失效的情況下,如何對單個虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抗毀映射;(2)在考慮虛擬節(jié)點(diǎn)地理位置的約束條件下,某一時刻,物理網(wǎng)絡(luò)至多只有一個物理節(jié)點(diǎn)失效的情況下,如何對同時到達(dá)的多個虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行批量虛擬網(wǎng)絡(luò)的抗毀映射;(3)在考慮虛擬節(jié)點(diǎn)地理位置的約束條件下,某一時刻,物

4、理網(wǎng)絡(luò)發(fā)生區(qū)域失效的情況下,如何進(jìn)行單個虛擬網(wǎng)絡(luò)的抗毀映射。
　　針對第一個問題,本文提出了 G-SVNM(Geographic based Survivable VN Mapping,考慮地理位置約束的虛擬網(wǎng)絡(luò)抗毀映射)算法和GG-SVNM(Geographic-Guided Survivable VN Mapping,地理位置引導(dǎo)的虛擬網(wǎng)絡(luò)抗毀映射)算法。G-S VN M算法考慮了虛擬節(jié)點(diǎn)地理位置的約束條件對虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的影響

5、;GG-SVNM算法提出了地理位置約束對虛擬網(wǎng)路備份節(jié)點(diǎn)的映射的引導(dǎo)作用,盡量讓可以映射到同一個物理節(jié)點(diǎn)上的多個虛擬節(jié)點(diǎn)的備份節(jié)點(diǎn)映射到同一個物理節(jié)點(diǎn)上,這樣可以實(shí)現(xiàn)備份節(jié)點(diǎn)資源的共享,減小了虛擬網(wǎng)絡(luò)映射中的節(jié)點(diǎn)成本。
　　針對第二個問題,本文提出了 GG-SMVNM(Geographic-Guided Survivable Multiple VN Mapping,地理位置引導(dǎo)的批量虛擬網(wǎng)絡(luò)抗毀映射)算法。在GG-SMVNM算法中

6、,在進(jìn)行備份節(jié)點(diǎn)和備份鏈路的映射過程中,不僅考慮了同時到達(dá)的每個虛擬網(wǎng)絡(luò)各自內(nèi)部的資源共享情況,還考慮了這些同時到達(dá)的虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的一種資源共享情況,這節(jié)省了物理網(wǎng)絡(luò)資源,使得映射成本更小。
　　針對第三個問題,本文提出了 G-IRVNM(Geographic based Incremental Recovery VN Mapping,考慮地理位置約束的增量恢復(fù)虛擬網(wǎng)絡(luò)抗毀映射)算法和G-FRVNM(Geographic base