[發明專利]一種軟件定義網絡虛擬網絡映射方法

有效

• 申請號: 201810027381.0
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN107959593B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 柴蓉;謝德勝;黃蕾蕾;陳前斌
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/46
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種軟件定義網絡虛擬網絡映射方法，其特征在于：在該方法中，考慮由一個控制器和多個物理交換機組成的SDN底層物理網絡，其中，交換機節點及連接交換機的鏈路均可能受到安全攻擊，針對多個虛擬網絡映射請求，在滿足虛擬網絡資源需求及底層物理網絡設備性能限制條件下，以虛擬網絡映射成本最小化及虛擬網絡安全傳輸概率最大化為優化目標，優化確定虛擬網絡映射策；該方法包括以下步驟：

S1：建模軟件定義網絡(software-defined networking,SDN)底層物理網絡資源特性；

S2：建模SDN底層物理網絡攻擊模型；

S3：建模虛擬網絡資源需求；

S4：建模虛擬網絡節點和鏈路映射標識；

S5：建模虛擬網絡映射成本；

S6：建模虛擬網絡安全傳輸概率；

S7：建模虛擬網絡節點映射限制條件；

S8：建模虛擬網絡鏈路映射限制條件；

S9：基于映射成本最小化和安全傳輸概率最大化，確定虛擬網絡映射策略；

所述步驟S1具體為：基于圖論模型建模SDN底層物理網絡模型，以帶權無向圖表示底層物理網絡拓撲，其中，表示底層物理網絡中物理節點集合，表示底層物理網絡中第i個物理節點，1≤i≤M，M為物理節點數量；表示底層物理網絡中物理鏈路集合，表示連接物理節點和的物理鏈路，1≤i,j≤M,i≠j；表示物理節點的資源特性集合，其中，和分別表示節點的CPU計算資源、存儲資源和TCAM流表處理資源，1≤i≤M；表示物理鏈路的資源特性集合，其中，和分別表示物理鏈路的帶寬資源和傳輸時延，1≤i,j≤M,i≠j；

所述步驟S2具體為：建模SDN底層物理網絡中物理節點和物理鏈路被攻擊概率；令表示物理節點被攻擊概率集合，其中，表示物理節點被攻擊的概率，令表示物理鏈路被攻擊概率集合，其中，表示物理鏈路被攻擊的概率，

所述步驟S3具體為：令K為虛擬網絡映射請求數量，以帶權無向圖表示第k個虛擬網絡請求，其中，表示第k個虛擬網絡中虛擬節點集合，表示第k個虛擬網絡中第u個虛擬節點，1≤u≤M_k，M_k為第k個虛擬網絡中虛擬節點數量；表示第k個虛擬網絡中虛擬鏈路集合，表示第k個虛擬網絡中連接虛擬節點和的虛擬鏈路，1≤u,r≤M_k,u≠r；表示虛擬節點的資源需求集合，和分別表示虛擬節點的CPU計算資源需求、存儲資源需求和TCAM流表處理資源需求；表示虛擬鏈路的資源需求集合，和分別表示虛擬鏈路的帶寬需求和傳輸時延需求；

所述步驟S4具體為：令α_k,u,i∈{0,1}表示第k個虛擬網絡請求的節點映射標識，α_k,u,i＝1表示第k個虛擬網絡中的虛擬節點映射至物理節點否則，α_k,u,i＝0；令β_k,u,r,i,j∈{0,1}表示第k個虛擬網絡請求的鏈路映射標識，β_k,u,r,i,j＝1表示第k個虛擬網絡中的虛擬鏈路映射至物理鏈路否則，β_k,u,r,i,j＝0；

在步驟S5中，建模虛擬網絡映射成本為其中，Ψ_k表示第k個虛擬網絡映射成本，建模為其中，表示第k個虛擬網絡中虛擬節點映射成本，其中，表示第k個虛擬網絡中虛擬鏈路映射成本，其中，

在步驟S6中，建模虛擬網絡安全傳輸概率為其中，Φ_k表示第k個虛擬網絡安全傳輸概率，建模為其中，表示第k個虛擬網絡中虛擬節點安全傳輸概率，表示第k個虛擬網絡中虛擬鏈路安全傳輸概率，

在步驟S7中，建模虛擬網絡節點映射限制條件：①物理節點CPU計算資源限制條件：②物理節點存儲資源限制條件：③物理節點TCAM流表處理資源限制條件：④同一個虛擬網絡請求中每個虛擬節點只能映射到一個物理節點上：⑤同一個虛擬網絡請求中不同的虛擬節點不能同時映射到相同的物理節點上：

在步驟S8中，建模虛擬網絡鏈路映射限制條件為：

①物理鏈路帶寬資源限制條件：②虛擬鏈路時延限制條件：③流守恒限制條件：

2.根據權利要求1中所述的一種軟件定義網絡虛擬網絡映射方法，其特征在于：步驟S9中，在滿足虛擬網絡節點映射和虛擬網絡鏈路映射限制條件下，以虛擬網絡映射成本最小化及安全傳輸概率最大化為目標，優化確定虛擬網絡映射策略，即：