[發明專利]一種多播虛擬網絡的抗毀性映射方法

有效

• 申請號: 201310419298.5
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103457852A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 廖丹;肖克祥;孫罡;許都;虞紅芳;陸川;淦茂
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;東莞電子科技大學電子信息工程研究院
• 主分類號: H04L12/733
• 分類號: H04L12/733;H04L12/753;H04L12/761
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于虛擬網絡技術領域，更為具體地講，涉及一種多播虛擬網絡的抗毀性映射方法。

背景技術

互聯網在定義當今世界中獲取并交換信息方式的模型上取得了巨大的成功。在過去的三十年中，互聯網通過支持大批分散的應用以及大量不同的網絡技術，證實了自身結構的價值。然而，互聯網的廣泛使用也成為了其進一步發展的最大阻礙，由于其多供應商的特性，在互聯網的現有結構中加入新的結構或調整需要獲得所有運營商的共同認可，從而現今的網絡結構受到限制只能夠進行遲緩簡單的更新，而無法進行迅速的變革。

網絡虛擬化作為解決當前互聯網僵化問題的技術手段，近年來受到了國內外未來網絡領域研究的廣泛關注。網絡虛擬化的優勢之一是支持多個異構的網絡架構共享物理基礎設施。網絡虛擬化技術其本質是通過抽象、分配、隔離機制在一個公共物理網絡上獨立地運營多個虛擬網，從而能夠有選擇性地進行最佳的資源分配與調度。網絡虛擬化的目的就是實現分布式虛擬資源的廣泛共享，因此虛擬資源映射是網絡虛擬化技術需要實現的重要功能。虛擬資源映射算法作為網絡虛擬化技術的關鍵問題之一，它實現了將用戶的虛擬網絡請求合理地映射至底層物理網絡的物理資源上的過程，其中如何高效分配物理網絡資源以滿足各虛擬網絡的鏈路帶寬和節點性能要求，是虛擬資源映射問題的關鍵。

目前網絡間的通信有單播、多播、廣播等形式，其中多播已在許多需要高QoS（Quality?of?Service，服務質量）的實時性應用中被廣泛使用，然而在虛擬網絡中，現有的多數虛擬資源映射算法僅對單播業務有效，而不適用于多播的情況。啟發式算法是解決虛擬資源映射問題的常用方法，其在網絡節點上定義函數h(n)，用于評估從此節點到目標節點最便宜的路徑。算法中包含節點資源分配和鏈路資源分配兩部分。節點資源分配是指：根據虛擬網絡節點的約束條件，將底層節點的資源分配給虛擬網絡節點。鏈路資源分配是指：根據虛擬鏈路的源節點和宿節點被映射的底層節點、以及虛擬鏈路的約束條件，將底層網絡的一條底層鏈路或者多條底層鏈路的資源分配給虛擬鏈路。目前已提出的幾種針對虛擬資源映射問題的啟發式算法，幾乎全部都是基于單播情況。

在針對單播的虛擬網絡映射方法中，CPP(Cluster?and?Path?Protection，集群和路徑保護)和VNP（Virtual?Network?Protection，虛擬網絡保護）算法是比較常見的考慮抗毀性的虛擬網絡映射的方法，能夠同時允許一個虛擬網絡節點的映射服務器和一條底層數據中心網絡鏈路的失效，并及時地從失效中進行恢復。該方法是通過1:1（每份工作資源對應于一份等量的保護資源）的方式對節點和鏈路進行保護，以最小化映射成本為目標，將虛擬網絡映射到底層網絡上。在映射完成后以相同的資源代價為映射完成的工作虛擬網絡提供保護。其他很多類似的考慮抗毀性的虛擬網絡映射，也是基于這樣的思想實現的，1:1的方式能夠很好的實現失效恢復。在抗毀虛擬網絡映射問題中進行資源分配時，上述方法僅僅采用了較為簡單的1:1的資源分配機制，并未引入資源共享策略，這將導致在虛擬網絡映射過程中會消耗較高的資源成本。并且這些方法只是針對單播虛擬網絡映射問題而提出的，這些方法無法兼顧多播虛擬網絡映射的各種特殊性約束，比如時延，時延抖動等。

多播虛擬網絡的業務需求約束可用下式表示：

C_i≤R_n,C_ei≤R_l;n∈N^F,l∈E(P(i))???????（1）

∑_l∈E(P(i))d_l≤C_D?????????????????????（2）

|∑_l∈E(P(i))d_l-∑_{l∈E(P(i′))}d_l|≤C_DV??????（3）