[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于空天地融合網(wǎng)絡(luò)的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210284269.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114697222B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲樺;趙季紅;馬楠;袁曉東;余秋雨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L41/0895
• 分類(lèi)號(hào): H04L41/0895;H04L41/12;H04L41/14;H04L41/142;H04L67/60
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種基于空天地融合網(wǎng)絡(luò)的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模，建立虛擬網(wǎng)絡(luò)映射模型；

S2，根據(jù)空天地融合網(wǎng)絡(luò)多維異構(gòu)，設(shè)計(jì)控制器協(xié)同配合的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射框架；

S3，對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲嘘P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和環(huán)形鏈路擴(kuò)展；具體方法如下：

定義虛擬節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展資源表示虛擬節(jié)點(diǎn)的重要程度，按其排序后對(duì)重要節(jié)點(diǎn)和其鄰接鏈路進(jìn)行全備份；

判斷虛擬網(wǎng)絡(luò)映射框架的拓?fù)渲惺欠翊嬖诃h(huán)結(jié)構(gòu)，如果存在，就對(duì)處于環(huán)結(jié)構(gòu)的鏈路資源進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)鏈路備份；

定義虛擬節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展資源的方法如下：

其中，μ₁、μ₂和μ₃是系數(shù)，分別表示計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和帶寬資源的重要度，表示與虛擬節(jié)點(diǎn)n^V直接相連的鏈路集合；

S4，根據(jù)擴(kuò)展后的虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)域，劃分虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求子圖，并下發(fā)；

S5，根據(jù)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求子圖和網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)資源信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)映射；

S6，對(duì)空天地融合網(wǎng)絡(luò)的三層立體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，完成域間鏈路映射；具體方法如下：

以俯視的角度對(duì)三層立體網(wǎng)絡(luò)扁平化處理；

結(jié)合節(jié)點(diǎn)資源對(duì)鏈路動(dòng)態(tài)賦權(quán)，進(jìn)行鏈路映射；

以俯視的角度對(duì)三層立體網(wǎng)絡(luò)扁平化處理的具體方法如下：

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)域權(quán)重因子和域間鏈路權(quán)重因子對(duì)網(wǎng)絡(luò)域和域間鏈路賦予權(quán)重，網(wǎng)絡(luò)域權(quán)重因子和域間鏈路權(quán)重因子的計(jì)算公式如下：

其中，M是所求網(wǎng)絡(luò)域的鏈路集或域間鏈路集的數(shù)量，ETT是預(yù)期傳輸時(shí)間，用成功傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包需要的平均時(shí)間來(lái)衡量鏈路的穩(wěn)定性，Per-RTT是單跳往返時(shí)間，衡量?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的往返時(shí)延，buildtime是鏈路的建立時(shí)間，采用時(shí)間模擬節(jié)點(diǎn)的能耗；

結(jié)合節(jié)點(diǎn)資源對(duì)鏈路動(dòng)態(tài)賦權(quán)，進(jìn)行鏈路映射的具體方法如下：

通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)控制節(jié)點(diǎn)資源的影響度，求出鏈路資源的相對(duì)平衡值，計(jì)算公式如下：

其中，τ是調(diào)節(jié)參數(shù)，用于決定節(jié)點(diǎn)資源對(duì)鏈路資源的影響比例，ResourceRatio是節(jié)點(diǎn)資源占比，用于反應(yīng)節(jié)點(diǎn)資源影響的程度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空天地融合網(wǎng)絡(luò)的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，S1中，物理網(wǎng)絡(luò)模型為：

物理網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)無(wú)向加權(quán)圖其中，N^P、L^P分別是空天地融合網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)集合和鏈路集合，表示空天地融合網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和鏈路的屬性集合；

網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)集其中，是衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)集，是空中節(jié)點(diǎn)集，是地面節(jié)點(diǎn)集；

網(wǎng)絡(luò)的鏈路集其中，分別是衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)、空中節(jié)點(diǎn)和地面節(jié)點(diǎn)之間的鏈路集合，是衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和空中節(jié)點(diǎn)之間的域間鏈路集合，是衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和地面節(jié)點(diǎn)之間的域間鏈路集合，是空中節(jié)點(diǎn)和地面節(jié)點(diǎn)之間的域間鏈路集合；

節(jié)點(diǎn)屬性集cpu表示節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源，storage表示節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)資源；

鏈路屬性集bw表示鏈路的傳輸資源，buildtime記錄鏈路的建立時(shí)間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空天地融合網(wǎng)絡(luò)的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，S1中，虛擬網(wǎng)絡(luò)為：

虛擬網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)無(wú)向加權(quán)圖其中，N^V和L^V分別是空天地融合網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)集合和鏈路集合，和表示空天地融合網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和鏈路的屬性集合，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)集網(wǎng)絡(luò)的鏈路集

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空天地融合網(wǎng)絡(luò)的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，S1中，虛擬網(wǎng)絡(luò)映射模型為：

虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求為V_i＝{G^V,t_s,t_e}，i表示虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的次序，t_s和t_e分別是一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求到達(dá)和離開(kāi)的時(shí)間，虛擬網(wǎng)絡(luò)映射是在滿(mǎn)足資源約束的前提下將虛擬拓?fù)溆成涞轿锢硗負(fù)涞倪^(guò)程，記為M:G^V→G^P；

虛擬網(wǎng)絡(luò)映射包括兩個(gè)階段，節(jié)點(diǎn)映射M_N:和鏈路映射M_L:

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空天地融合網(wǎng)絡(luò)的可生存性虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，完成域間鏈路映射后，建立虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法評(píng)估模型，評(píng)價(jià)映射效果；

評(píng)估模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括長(zhǎng)期收益比，映射接受率和故障恢復(fù)率，綜合考慮計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和傳輸資源。