[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

本發明涉及一種基于相關光路資源感知的生存性虛擬網絡映射方法，屬于光纖通信技術領域。本發明所述的方法通過考慮物理節點可用計算資源、相鄰鏈路可用帶寬、最短光路跳數這些因素，設計了多物理節點協作因子的計算公式，并依據協作因子值確定虛擬節點的映射物理節點；采用最短路徑算法確定映射物理節點間的工作光路和邊分離的保護光路，設計一個綜合考慮相關光路頻譜碎片化程度和資源減少量的工作頻譜塊選擇公式，選擇關聯因子值最大的頻譜塊作為工作光路的傳輸頻譜塊；設計一個考慮光路跳數和關聯因子值的保護頻譜塊選擇公式，選擇匹配因子值最大的頻譜塊作為保護光路的傳輸頻譜塊。該方法可以提高生存性虛擬網絡映射的成功率和頻譜資源利用率。

技術領域

本發明屬于光通信技術領域，涉及一種基于相關光路資源感知的生存性虛擬網絡映射方法。

背景技術

隨著網絡通信技術的飛速發展，大量具有高帶寬和低時延要求的新型業務不斷涌現，如視頻通話、虛擬現實、無人駕駛等。雖然這些創新性網絡應用極大程度上提高了人們生活質量，但也無形中增加了網絡的傳輸壓力，使得當前通信骨干網中的頻譜資源越來越緊缺。傳統波分復用(WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)網絡采用了固定粒度(50GHz或100GHz)的頻譜劃分方式，并且無法自適應選擇調制格式，造成大量頻譜資源的浪費，難以滿足業務帶寬需求的增長。相較于WDM網絡，基于正交頻分復用(Orthogonal?FrequencyDivision?Multiplexing,OFDM)技術的彈性光網絡(Elastic?Optical?Networks,EONs)有著更細粒度的頻譜資源劃分方式，且可以自適應地滿足不同業務的頻譜資源需求，極大地降低了網絡中頻譜資源浪費程度。

與此同時，由于通信網是由不同網絡運營商共同建立，各運營商在構建網絡的過程中所使用的通信設配和通信協議不盡相同，這就導致網絡資源不能以一種統一的方式被調度和管理。為了解決當前網絡存在的結構僵化問題，研究者們提出了網絡虛擬化技術。網絡虛擬化被視為解決網絡結構僵化問題的有力技術手段。然而，網絡虛擬化在具體實施過程中，還存在著諸多問題需要被解決，其中最為棘手的便是虛擬網絡映射問題。虛擬網絡映射問題本質上是如何在底層物理網絡上尋找一個與虛擬網絡拓撲結構類似的物理拓撲，并有效地為其分配頻譜資源。此外，EONs中的光纖鏈路容易受到鏈路老化、自然災害、人為破壞等因素的影響而發生故障，這會造成網絡中大量業務請求無法正常傳輸，給個人以及社會造成巨大經濟損失。調查表明，單鏈路故障占網絡中鏈路故障的70％。因此，單鏈路故障下生存性虛擬網絡映射需要被深入研究。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于相關光路資源感知的生存性虛擬網絡映射方法，用于提高生存性虛擬網絡映射的成功率和頻譜資源利用率。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于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: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、物理節點的剩余可用計算資源和物理鏈路的剩余可用帶寬資源；

S2:首先，采用最短路徑算法，在每對物理節點間計算K條物理光路；然后，根據不同物理光路間的鏈路相交情況，確定每條物理光路的相關光路集；

相關光路的定義：如果物理光路P1的鏈路和物理光路P2的鏈路相交，那么稱P1是P2?的相關光路，或者說，P2是P1的相關光路。

S3:首先，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；其次，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。