[發明專利]一種基于相關光路資源感知的生存性虛擬網絡映射方法

有效

• 申請號: 202110365624.3
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113078942B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 劉煥淋;杜理想;陳勇;胡俊嶺;唐暢
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B10/032
• 分類號: H04B10/032;H04Q11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于多節點協作和相關光路資源感知的生存性虛擬網絡映射方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：首先，初始化底層物理網絡，確定當前底層物理網絡中頻譜資源的頻隙索引值、每條物理光路的跳數、每條物理光路的相關光路集以及物理節點和物理鏈路的資源剩余情況；其次，找出虛擬網絡請求的所有未映射虛擬節點，并確定所有未映射虛擬節點的計算資源需求、相鄰鏈路的帶寬需求、度數以及相鄰已映射虛擬節點個數；再次，根據虛擬節點的計算資源需求、相鄰鏈路的帶寬需求、度數以及相鄰已映射虛擬節點個數，計算所有未映射虛擬節點的權重排序值；然后，根據虛擬節點的權重排序值，將所有未映射虛擬節點非升序排序；最后，將已完成排序的所有未映射虛擬節點依次通過基于多節點協作的虛擬節點映射方法，完成虛擬節點的映射；

其中，基于多節點協作的虛擬節點映射方法實現具體包括以下步驟：

S101：找出權重排序值最大的未映射虛擬節點的所有候選物理節點并存入集合R；

其中，未映射虛擬節點的權重排序值通過以下方式計算：

其中，C_n^v表示虛擬節點v所需的計算資源大小，AeVD_v表示v的度數，|adj(v)|表示v的相鄰已映射虛擬節點數，表示v的相鄰鏈路帶寬需求和；

S102：判斷集合R是否為空，若是，則此虛擬網絡請求映射失敗，反之，計算集合R中所有候選物理節點的協作因子值并選擇出協作因子值最大的候選物理節點；

其中，候選物理節點的協作因子值通過以下方式計算：

其中，N_v表示虛擬節點v的相鄰未映射虛擬節點集合，s₁是虛擬節點v₁的預映射物理節點；s'是虛擬節點v'的預映射物理節點，表示物理節點s'的剩余可用計算資源，con(v')表示虛擬節點v'的相鄰已映射虛擬節點所映射的物理節點集合，hop(p_s'a)表示物理節點s'到相鄰已映射虛擬節點所映射物理節點a的最短光路p_s'a的跳數，表示物理節點s'的相鄰鏈路剩余可用帶寬和；

S103：將權重排序值最大的未映射虛擬節點映射在協作因子值最大的候選物理節點上；

S2：當虛擬節點全部成功映射后，首先，找出虛擬網絡請求的所有未映射虛擬鏈路，并確定所有未映射虛擬鏈路的帶寬需求；然后，根據虛擬鏈路的帶寬需求，將所有未映射虛擬鏈路非升序排序；最后，將已完成排序的所有未映射虛擬鏈路依次通過基于相關光路資源感知的虛擬鏈路映射方法，完成虛擬鏈路的映射；

其中，所述S2中基于相關光路資源感知的虛擬鏈路映射方法實現，具體步驟為：

S201：采用最短路徑算法為帶寬需求最高的未映射虛擬鏈路計算一條最短光路作為工作光路；

S202：判斷工作光路中是否存在可用頻譜塊，若是，則計算所有可用頻譜塊的關聯因子值，并選取關聯因子值最小的頻譜塊在工作光路上進行頻譜分配，反之，則此虛擬網絡請求映射失敗；

關聯因子值通過以下方式計算：

其中，χ_P表示光路p的相關光路集，包含光路p本身，b表示光路p中的一個可用頻譜塊；FR^p'(b)表示光路p'的頻譜碎片化度量值，其值越小，則光路p'的頻譜碎片化越嚴重，和分別表示在光路p'上分配頻譜塊b前后的頻譜碎片化度量值，fs_i為一個二進制變量，頻隙i如果被占用，則為0，反之，則為1，N表示光路p'的頻隙總數，|B|表示光路p'的空閑頻譜塊的數目；ΔFs^p'(b)表示在光路p'上分配頻譜塊b前后的空閑頻隙減少數量，ΔFs_max表示ΔFs^p'(b)的最大取值；

S203：采用最短路徑算法為帶寬需求最高的未映射虛擬鏈路計算K條與其工作光路鏈路不相交的候選保護光路；

S204：判斷候選保護光路中是否存在可用頻譜塊，若是，則計算所有可用頻譜塊的匹配因子值，并選取匹配因子值最小的頻譜塊在保護光路上進行頻譜分配，反之，則此虛擬網絡請求映射失敗；

其中，匹配因子值通過以下方式計算：

BS(b)＝hop(p)·AF(b)

h_op(p)表示光路p的跳數，AF(b)表示光路p上頻譜塊b的關聯因子值，BS(b)值越小，頻譜塊b被選擇的可能性越大。