[發(fā)明專利]一種基于安全性感知的差異化虛擬光網絡映射方法

有效

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• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108156041B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 劉煥淋;王欣;陳勇;蔚承英;陳浩楠
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/911;H04J14/02
• 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

本發(fā)明涉及一種基于安全性感知的差異化虛擬光網絡映射方法，屬于光纖通信技術領域。該方法設計物理節(jié)點資源評估排序方法，避免相鄰虛擬節(jié)點映射的物理節(jié)點之間距離太遠；當網絡存在滿足安全性和虛擬請求要求的單鏈路時，采用安全性感知的路由策略，選擇路徑頻譜資源均衡的鏈路映射機制，最小化物理瓶頸鏈路數目；當網絡不存在滿足業(yè)務的安全性的單鏈路時，采用路徑分割傳輸機制，更新鏈路代價函數，選擇滿足業(yè)務安全性和資源需求的較少分割路徑組合傳輸業(yè)務，提高虛擬網絡請求的接受率。本發(fā)明能夠在網絡概率故障環(huán)境中降低帶寬阻塞率，提高頻譜資源利用率和虛擬光網絡接受率。

技術領域

本發(fā)明屬于光纖通信技術領域，涉及一種基于安全性感知的差異化虛擬光網絡映射方法。

背景技術

近年來，隨著云計算、數據中心網絡的快速發(fā)展，海量信息的交換，傳統(tǒng)的帶寬固定、調制格式單一的波分復用網絡面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。因此在此基礎上，設計一個具有更大容量且靈活的網絡架構十分必要。基于正交頻分復用的彈性光網絡通過在光域中使用更細粒度的子載波(如12.5GHz或6.25GHz)承載網絡業(yè)務，并且引入帶寬可變的光器件和智能的光交換機制，使其更加靈活地配置網絡資源，顯著提高了網絡資源利用率，因此被認為是一種能支持大業(yè)務成功傳輸的網絡。與此同時，網絡虛擬化技術作為一項新技術允許多個邏輯上隔離的虛擬網絡共存在同一個底層網絡上，通過共享網絡資源，提高固有資源的利用率，并促進物理設備共享且能夠為用戶提供多樣化的服務。

然而，為虛擬網絡分配底層網絡資源即虛擬網絡映射，具有很強的挑戰(zhàn)性，其涉及到虛擬網絡對底層網絡拓撲、資源消耗以及位置等多重約束，需要大量的計算才可以解決問題。并且由于彈性光網絡中路由與頻譜分配需遵循嚴格的頻譜約束條件，即頻譜一致性、頻譜連續(xù)性以及頻譜不重疊，因此如何為虛擬網絡提供合理的底層網絡資源，目前已證明是NP難問題。由于底層網絡的鏈路故障會導致大量正在傳輸業(yè)務的中斷、數據丟失，從而影響虛擬網絡映射，因此如何保障虛擬網絡的可靠映射十分有必要。

由于差異化業(yè)務對安全性的不同要求，傳統(tǒng)的鏈路映射優(yōu)先選擇安全性高的路徑進行鏈路映射，這樣可能導致網絡資源使用不均衡產生瓶頸鏈路，且隨著虛擬網絡請求負載的增加，由于頻譜分配過程受到頻譜連續(xù)性和一致性的約束，虛擬鏈路很難映射成功。并且將鏈路的安全度數作為鏈路代價，在鏈路映射中優(yōu)先選擇了安全性較高的鏈路映射，這樣會導致安全性較高的光纖鏈路上的頻譜資源使用頻繁甚至緊缺，從而造成鏈路映射過程中的頻譜分配失敗問題，若選擇安全性相對較低的路徑進行映射則要承擔較高的故障風險和業(yè)務損失。因此，亟需一種能降低網絡中的阻塞率，同時能提高資源的利用率和虛擬網絡接受率的方法。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于安全性感知的差異化虛擬光網絡映射方法，降低網絡中的阻塞率，提高資源的利用率和虛擬網絡接受率。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種基于安全性感知的差異化虛擬光網絡映射方法，該方法在節(jié)點映射過程中，設計物理節(jié)點資源評估公式，避免相鄰虛擬節(jié)點映射到兩個位置相距遠的物理節(jié)點上；在鏈路映射過程中，分別采用基于路徑均衡的單路徑路由頻譜分配方法和基于時延差優(yōu)化的多路徑路由頻譜分配方法，降低帶寬阻塞率，提高頻譜資源利用率和虛擬光網絡接受率；

該方法具體包括以下步驟：

S1：根據資源評估公式計算物理節(jié)點的資源值作為節(jié)點的權重，并按權重降序排序節(jié)點，根據資源需求公式計算虛擬節(jié)點的權重并按降序排序，將所有虛擬節(jié)點依次映射在滿足計算資源的物理節(jié)點上；

S2：完成所有虛擬節(jié)點的映射后，根據被映射的物理節(jié)點位置，依次為每條虛擬鏈路選擇K條最短候選路徑，即物理節(jié)點對之間的K條最短候選路徑，并根據安全性計算公式計算每一條候選路徑的安全性，判斷每一條候選路徑的安全性是否大于等于業(yè)務對安全性的需求；