[發(fā)明專利]一種解決物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域失效的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法

在審

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• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103634153A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖丹;程科;孫罡;虞紅芳;許都;陸川
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/46
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種解決物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域失效的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法。

背景技術(shù)

當今社會，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展快速，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施。毋庸置疑，現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)對互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展起到了重要的推動作用。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)新型應(yīng)用的層出不窮,不同應(yīng)用對底層網(wǎng)絡(luò)在安全性、服務(wù)質(zhì)量、可擴展性等方面也提出了不同的需求，現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)很難跟上這些應(yīng)用的發(fā)展需求,在某種程度上呈現(xiàn)出僵化現(xiàn)象，從而導致一些新型應(yīng)用難以應(yīng)用于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上。針對當前互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所面臨的僵化問題，云計算成為了當前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個熱點，云計算是一種通過Internet以服務(wù)的方式提供動態(tài)可伸縮的虛擬化的資源的計算模式，以數(shù)據(jù)為中心，是一種數(shù)據(jù)密集型的超級計算。在數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、編程模式等多方面具有自身獨特的技術(shù)。同時涉及了眾多其他技術(shù)，比如：負載均衡技術(shù)、并行計算技術(shù)、虛擬機技術(shù)、系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)便是在云計算的大背景下提出的，目前，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)已經(jīng)被公認為是解決互聯(lián)網(wǎng)僵化問題的有效手段。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化是指將網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件資源整合，向用戶提供虛擬網(wǎng)絡(luò)連接的技術(shù)。它通過虛擬化技術(shù)對公用的底層基礎(chǔ)設(shè)施進行抽象并提供統(tǒng)一的可編程接口，將多個彼此隔離且具有不同拓撲的虛擬網(wǎng)絡(luò)（Virtual?Network，VN）映射到公用的基礎(chǔ)設(shè)施上，為用戶提供差異化服務(wù)。然而，要應(yīng)用這一方案，首先要解決的一個難題是如何合理而高效地將要構(gòu)建的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射到物理網(wǎng)絡(luò)上，在成功映射后出現(xiàn)物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域失效時，如何恢復遷移失效區(qū)域內(nèi)的節(jié)點和鏈路。

目前已經(jīng)存在區(qū)域失效恢復的映射方法，其中之一便是對虛擬網(wǎng)絡(luò)區(qū)域失效的情況下進行增量恢復，并做到失效節(jié)點和失效鏈路全部成功恢復。在某一時刻物理網(wǎng)絡(luò)中有某個區(qū)域失效，在這個區(qū)域內(nèi)的物理節(jié)點和物理鏈路都失效的情況，如何對映射在失效區(qū)域里的虛擬節(jié)點和虛擬鏈路進行遷移恢復。該方案的主要思路如下：首先是在原虛擬網(wǎng)絡(luò)映射成功的前提下，確定物理網(wǎng)絡(luò)失效區(qū)域，物理網(wǎng)絡(luò)中有哪些物理節(jié)點和哪些物理鏈路失效。然后是確定虛擬網(wǎng)絡(luò)中哪些虛擬節(jié)點和虛擬鏈路映射到了物理網(wǎng)絡(luò)失效區(qū)域中，這些虛擬節(jié)點和虛擬鏈路就是需要遷移恢復的節(jié)點和鏈路。然后就是進行失效節(jié)點和失效鏈路的恢復，將這些映射失效的虛擬節(jié)點和虛擬鏈路重新映射到物理網(wǎng)絡(luò)中沒有失效的物理節(jié)點和物理鏈路上，并且做到失效節(jié)點和失效鏈路全部恢復成功，并使得映射成本盡量最小化。

但通過增量恢復只對失效的節(jié)點和鏈路進行重新映射，沒有失效的節(jié)點和鏈路保持原來的映射路徑，這種情況下可能使得需要的鏈路資源比較多，在物理鏈路的單位成本較大的情況下，需要更多的映射成本；其次，虛擬節(jié)點的映射沒有考慮到地理位置的約束，只要滿足虛擬節(jié)點的容量要求以及相應(yīng)的虛擬鏈路容量要求，虛擬節(jié)點就可以映射到物理網(wǎng)絡(luò)中的任意物理節(jié)點上，這和實際情況是不相符的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種解決物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域失效的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，在基于虛擬節(jié)點的地理位置約束條件下，通過增量或全量恢復方法恢復那些映射到物理網(wǎng)絡(luò)失效區(qū)域的節(jié)點或鏈路，保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，同時具有低成本的性能。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明解決物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域失效的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，在基于虛擬節(jié)點的地理位置約束條件下，將虛擬網(wǎng)絡(luò)映射到物理網(wǎng)絡(luò)時出現(xiàn)區(qū)域失效，其特征在于，通過增量恢復方法恢復那些映射到物理網(wǎng)絡(luò)失效區(qū)域的節(jié)點或鏈路，包括以下步驟：

（1）、確定失效區(qū)域；以物理節(jié)點S_i的坐標（X,Y）為中心，坐標（X,Y）表示在實際地圖中的經(jīng)緯度坐標，以定值R為半徑畫圓，在這個圓范圍內(nèi)即為失效區(qū)域，在這個圓范圍內(nèi)的物理節(jié)點和鄰接鏈路全部失效，當虛擬節(jié)點或虛擬鏈路映射到失效區(qū)域時，需要對映射到失效區(qū)域的虛擬節(jié)點和虛擬鏈路進行遷移恢復；

（2）、通過增量恢復方法對映射到失效區(qū)域的虛擬節(jié)點和虛擬鏈路進行遷移恢復：

（2、1）、僅虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬鏈路映射到失效區(qū)域；

虛擬網(wǎng)絡(luò)映射到物理網(wǎng)絡(luò)時，僅虛擬鏈路映射到物理網(wǎng)絡(luò)中的物理路徑處于或經(jīng)過失效區(qū)域，通過未處于失效區(qū)域的物理鏈路帶寬資源共享方式，對虛擬鏈路重新映射，即將虛擬鏈路映射到失效區(qū)域外的物理鏈路上；

（2、2）、虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬節(jié)點和虛擬鏈路都映射到失效區(qū)域；