CN102075402B - 虚拟网络映射处理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种虚拟网络映射处理方法和系统，方法包括：根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网，并将各虚拟子网分别分解为虚拟元素请求序列；将各所述虚拟元素请求序列分发到所述各区域管理实体设备，由所述区域管理实体设备根据所述虚拟元素请求序列将所述各虚拟子网的逻辑拓扑与物理拓扑进行映射匹配；对所述各区域管理实体设备发送的虚拟子网映射信息进行合并处理，将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户。系统包括中心管理实体设备和多个区域管理实体设备。本发明解决了现有技术中存在的因计算资源消耗过大而带来的处理瓶颈问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种虚拟网络映射处理方法和系统。
背景技术
网络虚拟化技术通过虚拟专用网络（Virtual Private Network；以下简称：VPN）对网络连接的概念进行抽象，允许远程用户访问组织的内部网络，如同在物理上连接到该网络，其通过对物理资源进行整合，忽略平台的差异性，结合虚拟资源管理、映射及动态迁移等技术，提供高效、完全独立的虚拟网络业务环境。网络虚拟化技术可以解决目前网络中存在的诸多问题，如：多张网络并存，且基础设施的资源利用率很低；管理复杂度高，且部署时间长；业务间相互干扰，隔离性差，恶意和贪婪应用对网络资源造成较大消耗，严重影响正常网络业务运作等。
虚拟网络映射（Virtual Network Provisioning；以下简称：VNet Provisioning）是网络虚拟化的关键技术之一，其目的是在现有物理设施上寻找一种合理的分配方法，将其匹配至虚拟网络的请求，虚拟网络的映射过程即物理拓扑与逻辑拓扑的映射匹配及配置过程。现有技术中的虚拟网络映射方案主要采用对虚拟网络请求进行统一分配处理的架构，在进行物理网络与虚拟网络映射的运算方面采用多物流模型或者启发算法进行求解。
然而，发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中存在如下缺陷：由于映射运算消耗计算资源较大，现有技术中映射执行实体唯一导致物理拓扑与虚拟拓扑的映射计算成为虚拟网络映射算法的瓶颈。
发明内容
本发明实施例在于提供一种虚拟网络映射处理方法和系统，解决现有技术中存在的虚拟网络映射算法的瓶颈问题，实现快速高效地进行物理拓扑与逻辑拓扑的匹配的目的，提高计算效率。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种虚拟网络映射处理方法，包括：
根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网，并将各虚拟子网分别分解为虚拟元素请求序列；其中，所述虚拟网络拓扑请求的请求拓扑为有向加权图形式的虚拟网络拓扑；
将各所述虚拟元素请求序列分发到所述各区域管理实体设备，由所述区域管理实体设备根据所述虚拟元素请求序列将所述各虚拟子网的逻辑拓扑与物理拓扑进行映射匹配；
对所述各区域管理实体设备发送的虚拟子网映射信息进行合并处理，将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户；
其中，所述将各虚拟子网分别分解为虚拟元素请求序列包括：
将各虚拟子网的请求拓扑中入度和出度之和最大的节点分别作为各虚拟元素请求序列中的起始节点；
分别根据广度优先原则遍历与所述起始节点相关的链路及所述链路对应的节点，并按遍历顺序分别存储所遍历的节点与链路序列；其中，所述链路按照链路权值大小排序，所述链路权值相同的链路以链路对端节点的节点权值大小排序，所述节点为每遍历一条链路后所遍历的所述链路对应的未被遍历的对端节点；
分别将所述节点与链路序列中下一个未被遍历的节点作为起始节点，重复上述步骤对所述请求拓扑中未被遍历的节点和链路进行排序，直到遍历所述请求拓扑中所有节点和链路；
分别输出最终的虚拟元素请求序列。
本发明实施例提供了一种虚拟网络映射处理系统，包括中心管理实体设备和多个区域管理实体设备，其中，所述中心管理实体设备包括：
分解模块，用于根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网，并将各虚拟子网分解为虚拟元素请求序列；其中，所述虚拟网络拓扑请求的请求拓扑为有向加权图形式的虚拟网络拓扑；
分发模块，用于将各所述虚拟元素请求序列分发到各区域管理实体设备；
合并模块，用于对各区域管理实体设备发送的虚拟子网映射信息进行合并处理，将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户；
所述区域管理实体设备包括：
接收模块，用于接收所述中心管理实体设备发送的虚拟元素请求序列；
映射匹配模块，用于根据所述虚拟元素请求序列将所述各虚拟子网的逻辑拓扑与物理拓扑进行映射匹配；
其中，所述分解模块包括：
划分单元，用于根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网；
第一遍历单元，用于将各虚拟子网的请求拓扑中入度和出度之和最大的节点分别作为各虚拟元素请求序列中的起始节点，分别根据广度优先原则遍历与所述起始节点相关的链路及所述链路对应的节点，并按遍历顺序分别存储所遍历的节点与链路序列；其中，所述链路按照链路权值大小排序，所述链路权值相同的链路以链路对端节点的节点权值大小排序，所述节点为每遍历一条链路后所遍历的所述链路对应的未被遍历的对端节点；
第二遍历单元，用于分别将所述节点与链路序列中下一个未被遍历的节点作为起始节点，重复上述步骤对所述请求拓扑中未被遍历的节点和链路进行排序，直到遍历所述请求拓扑中所有节点和链路；
输出单元，用于分别输出最终的虚拟元素请求序列。
本发明实施例提供的一种虚拟网络映射处理方法和系统，中心管理实体设备先将虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为各区域分别对应的多个虚拟子网，再将各虚拟子网分解为虚拟元素请求序列，将各虚拟元素请求序列分发到各区域管理实体设备，由各区域管理实体设备根据虚拟元素请求序列来进行逻辑拓扑与物理拓扑的映射匹配，并将得到的虚拟子网映射信息发送到中心管理实体设备进行合并处理；本实施例通过图分解方法将较大的虚拟网络拓扑请求拆分为多个虚拟子网，将计算量分散到各个区域管理实体设备中并行计算，解决了现有技术中存在的因计算资源消耗过大而带来的处理瓶颈问题，实现了快速高效地进行物理拓扑与逻辑拓扑的匹配的目的，同时由于问题分解，也极大地减少了虚拟网络请求及部署的时间，提高了计算效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下 面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明虚拟网络映射处理方法实施例一的流程图；
图2为本发明虚拟网络映射处理方法实施例一的总体架构示意图；
图3为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二的流程图；
图4为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中虚拟网络拓扑请求的分解及分发过程示意图；
图5a为图4中虚拟网络拓扑请求的拓扑示意图；
图5b为图4中拆分后的虚拟子网1的拓扑示意图；
图5c为图4中拆分后的虚拟子网2的拓扑示意图；
图6为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中虚拟子网1对应的区域的物理拓扑的结构示意图；
图7为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中极小阶子树的结构示意图一；
图8为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中极小阶子树的结构示意图二；
图9为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中极小阶子树的结构示意图三；
图10为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中虚拟子网1的映射结果示意图；
图11为本发明虚拟网络映射处理系统实施例一的结构示意图；
图12为本发明虚拟网络映射处理系统实施例二的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明虚拟网络映射处理方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例提供了一种虚拟网络映射处理方法，可以包括如下步骤：
步骤101，中心管理实体设备根据各区域管理实体设备发送的各区域的 边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网，并将各虚拟子网分别分解为虚拟元素请求序列。
图2为本发明虚拟网络映射处理方法实施例一的总体架构示意图，如图2所示，本实施例中将网络分为三层，即中心管理实体设备、各区域中的区域管理实体设备和各区域中的物理设备。其中，中心管理实体设备主要用于接收用户发送的虚拟网络拓扑请求和用户信息，将虚拟网络拓扑请求拆分为多个虚拟子网，并分发给不同的区域管理实体设备进行映射处理，并向用户反馈请求处理结果。区域管理实体设备用于收集域内网络状态信息，定期向中心管理实体设备反馈边界节点及链路信息，并执行虚拟子网与物理拓扑的映射处理，将映射结果反馈到中心管理实体设备。物理设备即为各区域中的物理设施。
本步骤为中心管理实体设备定时从各区域管理实体设备处收集各区域的边界网络状态信息，此处的边界网络状态信息可以包括边界物理节点及其上部署的虚拟节点的资源使用情况、各区域间链路状态信息等。中心管理实体设备还接受用户发送的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑以及虚拟网络用户信息，其中，虚拟网络用户信息可以包括用户位置及特殊的物理环境要求，如指定某特定物理节点或物理链路等，虚拟网络拓扑请求的请求拓扑为有向加权图形式的虚拟网络拓扑，其中，节点权值可以根据虚拟节点的计算能力、内存、磁盘空间及转发能力等资源中的一个或多个因素来综合决定，链路权值可以根据链路的带宽、延时等因素综合决定。中心管理实体设备根据获取到的边界网络状态信息，对虚拟网络拓扑请求的请求拓扑进行分解，将其拆分为由指定链路连接起来的多个虚拟子网，并将各个虚拟子网进一步拆分为由虚拟节点和虚拟链路组成的虚拟元素请求序列，此处的指定链路可以为各区域之间共有或相关的链路。在本实施例中，可以将拆分后的虚拟子网的请求拓扑定义为有向加权图Dr(V,E)，其中，V为虚拟节点的集合，E为虚拟链路的集合，本步骤通过该请求拓扑中各虚拟节点与虚拟链路之间的连接拓扑关系将拆分后的各虚拟子网分别分解为虚拟元素请求序列。
步骤102，中心管理实体设备将各所述虚拟元素请求序列分发到所述各区域管理实体设备，由所述区域管理实体设备根据所述虚拟元素请求序列将所述各虚拟子网的逻辑拓扑与物理拓扑进行映射匹配。
在对虚拟网络拓扑请求进行分解后，中心管理实体设备将拆分后得到的各虚拟元素请求序列分发到各区域管理实体设备，具体可以根据拆分前的指定链路以及各虚拟子网的位置关系将其分发到各个区域管理实体设备。各区域管理实体设备根据接收到的虚拟元素请求序列，将虚拟子网的逻辑拓扑与自身区域中的物理拓扑进行映射匹配处理。
步骤103，中心管理实体设备对各区域管理实体设备发送的虚拟子网映射信息进行合并处理，将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户。
各个区域管理实体设备在对各自接收到的虚拟元素请求序列进行映射匹配后，分别生成对应的虚拟子网映射信息，即各虚拟子网中逻辑拓扑与域内物理拓扑的映射关系，各个区域管理实体设备将生成的虚拟子网映射信息发送到中心管理实体设备。中心管理实体设备对各虚拟子网映射信息进行合并处理，将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户，以响应用户的虚拟网络拓扑请求。
本实施例提供了一种虚拟网络映射处理方法，中心管理实体设备先将虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为各区域分别对应的多个虚拟子网，再将各虚拟子网分解为虚拟元素请求序列，将各虚拟元素请求序列分发到各区域管理实体设备，由各区域管理实体设备根据虚拟元素请求序列来进行逻辑拓扑与物理拓扑的映射匹配，并将得到的虚拟子网映射信息发送到中心管理实体设备进行合并处理；本实施例通过图分解方法将较大的虚拟网络拓扑请求拆分为多个虚拟子网，将计算量分散到各个区域管理实体设备中并行计算，解决了现有技术中存在的因计算资源消耗过大而带来的处理瓶颈问题，实现了快速高效地进行物理拓扑与逻辑拓扑的匹配的目的，同时由于问题分解，也极大地减少了虚拟网络请求及部署的时间，提高了计算效率。
图3为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二的流程图，如图3所示，本实施例提供了一种虚拟网络映射处理方法，可以具体包括如下步骤：
步骤301，区域管理实体设备根据定时收集的域内的网络状态信息构成区域物理网络拓扑。
区域管理实体设备定时收集其域内的网络状态信息，网络状态信息可以 包括物理节点的位置信息及其资源使用情况、物理节点上已部署的虚拟节点资源占用情况、物理链路的可用带宽及往返时延(Round-Trip Time；以下简称：RTT)等。各区域管理实体设备根据收集到的域内网络状态信息分别构成区域物理网络拓扑，以用于后续步骤对虚拟子网的逻辑拓扑的映射匹配过程中。
步骤302，中心管理实体设备定时从区域管理实体设备收集各区域的边界网络状态信息。
区域管理实体设备可以根据收集到的网络状态信息生成边界网络状态信息，即从网络状态信息中提取边界网络状态信息，中心管理实体设备则定时从各区域管理实体设备收集各区域的边界网络状态信息，此处的边界网络状态信息可以包括各区域中的边界物理节点及其上已部署的虚拟节点的资源使用情况、各区域间链路状态信息等。
步骤303，中心管理实体设备根据边界网络状态信息将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网。
中心管理实体设备还接收虚拟网络用户发送的虚拟网络拓扑请求，根据从各区域管理实体设备获取的边界网络状态信息将虚拟网络拓扑请求的请求拓扑进行分解，将其划分为多个虚拟子网，每个虚拟子网分别与一个区域管理实体设备相对应。中心管理实体设备可以将虚拟网络拓扑请求的请求拓扑拆分为由指定链路连接起来的多个虚拟子网，此处的指定链路可以为边界网络状态信息中所包含的边界物理节点及各区域间链路状态信息等获取得到。图4为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中虚拟网络拓扑请求的分解及分发过程示意图，如图4所示，中心管理实体设备在接收到虚拟网络拓扑请求后，将其拆分为两个虚拟子网，即图中的虚拟子网1和虚拟子网2，图5a为图4中虚拟网络拓扑请求的拓扑示意图，图5b为图4中拆分后的虚拟子网1的拓扑示意图，图5c为图4中拆分后的虚拟子网2的拓扑示意图。
步骤304，中心管理实体设备分别将各虚拟子网分解为各区域对应的虚 拟元素请求序列。
中心管理实体设备对拆分后的各虚拟子网进行进一步的分解，分别将其分解为各区域对应的虚拟元素请求序列。在本实施例中，可以将拆分后的虚拟子网的请求拓扑定义为有向加权图Dr(V，E)，其中，V为虚拟节点的集合，E为虚拟链路的集合。本步骤在分解虚拟子网时，可以先找出虚拟子网中的关键节点序列，本步骤304可以具体包括如下步骤：
步骤314，中心管理实体设备将各虚拟子网的请求拓扑中入度和出度之和最大的节点分别作为各虚拟元素请求序列中的起始节点。
中心管理实体设备先在节点集合V中寻找与其关联的入度和出度之和最大的节点v0，将该节点作为虚拟元素请求序列中的起始节点，即将各虚拟子网的请求拓扑中入度和出度之和最大的节点分别作为各虚拟元素请求序列中的起始节点。如图5b所示，对于虚拟子网1来说，节点集合V包括虚拟节点a、b、c、d和e，链路集合E包括虚拟链路<a，c>、<c，a>、<b，c>、<c，b>、<d，c>、<c，d>、<e，c>和<c，e>，本步骤先在节点集合V中寻找入度和出度之和最大的节点，从图5b可以看出，虚拟节点c的出度和入度之和最大，则将虚拟节点c作为虚拟元素请求序列的起始节点。其中，此处的节点的出度和入度分别是指到达该节点的链路数与从该节点出发的链路数。
步骤324，中心管理实体设备分别根据广度优先原则遍历与所述起始节点相关的链路及所述链路对应的节点，并按遍历顺序分别存储所遍历的节点与链路序列。
在获取到起始节点v0后，中心管理实体设备以v0为起始节点，根据广度优先原则逐层遍历集合E中与该节点相关的虚拟链路，以及集合V中与该虚拟链路对应的节点，并存储所遍历的节点序列及链路序列。其中，序列中的链路按照链路权值大小排序，而链路权值相同的链路以链路对端节点的节点权值大小排序，序列中的节点为每遍历一条链路后所遍历的所述链路对应的未被遍历的对端节点。即本步骤的遍历规则如下：以起始节点为端点的所有 链路中，按照链路权值大小进行广度优先遍历；对于链路权值相同的链路，则按照链路的对端节点的节点权值大小进行排序；每访问一条链路后，如果该链路的对端节点未曾被访问，则遍历该节点，即将该节点添加到序列中，并位于该链路之后。完成上述遍历过程后，便可以输出第一轮分解后的节点与链路序列，如v0，e1，v1，e2，v2，…，en，vn，其中，ei为链路，vi为链路ei的对端节点。
步骤334，中心管理实体设备分别将所述节点与链路序列中下一个未被遍历的节点作为起始节点，重复上述步骤对所述请求拓扑中未被遍历的节点和链路进行排序，直到遍历所述请求拓扑中所有节点和链路。
当完成与当前起始节点相关的链路和节点的遍历之后，若虚拟子网中还存在未被遍历的节点或链路，则中心管理实体设备继续从步骤324输出的节点与链路序列中选择下一个未被遍历的节点作为起始节点，并重复上述步骤324的过程对该虚拟子网的请求拓扑中未被遍历的节点和序列进行排序，知道遍历该虚拟子网的请求拓扑中的所有节点和链路。继续参见图5b，当获取虚拟节点c作为起始节点后，逐层遍历集合E中与该节点相关的虚拟链路和集合V中对应的虚拟节点；其中，集合E中的虚拟链路均与虚拟节点c相关，则根据广度优先原则按照链路权值大小对各虚拟链路进行遍历，链路权值最大的为虚拟链路<c，a>，即链路权值为16；而虚拟链路<c，a>的对端节点未曾被访问，则遍历该节点a，此时输出的序列为c；<c，a>；a。再依次选择链路权值次之的虚拟链路为<c，b>，即链路权值为10，且其对端节点b也未曾被遍历，此时输出的序列为。再选择链路权值次之的虚拟链路为<a，c>、<c，d>和<c，e>，即链路权值均为8，此时根据上述遍历规则，链路权值相同时则按照对端节点的节点权值大小进行排序，虚拟链路<a，c>的对端节点a的权值为20，虚拟链路<c，d>的对端节点d的权值为15，虚拟链路<c，e>的对端节点e的权值为10，则先输出虚拟链路<a，c>，由于节点a已被遍历，则按照上述顺序依次输出虚拟链路<c，d>及其未被访问的对端节点d，虚拟链路<c，e>及 其未被访问的对端节点e，此时输出的序列为c；<c，a>；a；<c，b>；b；<a，c>；<c，d>；d；<c，e>；e。然后，选择链路权值次之的虚拟链路为<b，c>，即链路权值均为5，由于节点b已被遍历，则按照输出虚拟链路<b，c>，按照上述遍历规则，再依次输出虚拟链路<d，c>、<e，c>。
步骤344，中心管理实体设备分别输出最终的虚拟元素请求序列。
当Dr中全部节点和链路均被访问完毕后，中心管理实体设备输出最终的虚拟元素请求序列，当然各区域的请求拓扑分解过程类似，中心管理实体设备采用上述步骤分别完成各区域对应的虚拟子网的请求拓扑的分解过程，并分别输出各区域对应的虚拟元素请求序列。因此，根据上述分析过程，中心管理实体设备最终输出的虚拟子网1对应的虚拟元素请求序列为c；<c，a>；a；<c，b>；b；<a，c>；<c，d>；d；<c，e>；e；<b，c>；<d，c>；<e，c>。
步骤305，中心管理实体设备将各虚拟元素请求序列分发到各区域管理实体设备。
在完成上述分解过程，将各虚拟子网的请求拓扑分别分解为对应的虚拟元素请求序列后，中心管理实体设备将各虚拟元素请求序列分发到各区域管理实体设备，具体可以根据拆分前的指定链路及各个虚拟子网的位置关系，将其分发到各自对应的区域管理实体设备。
步骤306，区域管理实体设备根据虚拟元素请求序列将虚拟子网的逻辑拓扑映射到物理拓扑，并生成虚拟子网映射信息。
各区域管理实体设备在接收到各自对应的虚拟元素请求序列后，分别根据其虚拟元素请求序列将虚拟子网的逻辑拓扑映射到各区域的物理拓扑上，此处以一个区域管理实体设备的映射匹配过程为例进行说明，此处的物理拓扑为之前区域管理实体设备根据收集到的网络状态信息而构建的。具体地，本步骤306可以包括如下步骤：
步骤316，区域管理实体设备从物理拓扑中选择入度和出度不小于所述虚拟元素请求序列中虚拟根节点的度的所有物理节点，将选择的物理节点中 可用权值最大的物理节点作为所述虚拟根节点的映射节点。
区域管理实体设备在进行映射匹配时，先从自身区域的物理拓扑中选择满足虚拟元素请求序列中虚拟根节点的要求的所有物理节点，此处的虚拟根节点即为虚拟元素请求序列中的第一个虚拟节点，满足虚拟根节点的要求具体为入度和出度之和不小于虚拟根节点的度。本步骤为从满足要求的物理节点中选择可用权值最大的物理节点作为该虚拟根节点的映射节点，此处的可用权值为物理节点的实际权值，具体为物理节点的权值门限值与该物理节点当前被占用的资源之差。此处仍以上述拆分后的虚拟子网1为例进行说明，如图所示6为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中虚拟子网1对应的区域的物理拓扑的结构示意图，此处即将图5b所示的虚拟子网的逻辑拓扑与图6所示的物理拓扑进行映射匹配。由上述步骤可知，虚拟子网1的虚拟元素请求序列中的虚拟根节点为虚拟节点c，该虚拟根节点的度为8，图6中入度和出度之和不小于8的物理节点包括D、E、F、G，而根据可用权值的大小对其进行从大到小排序依次为E-F-G-D。因此，按照上述原则选择可用权值最大的物理节点E作为虚拟节点c的映射节点。
步骤326，区域管理实体设备以所述虚拟根节点的映射节点为根节点在所述物理拓扑中生成极小阶子树，并按照逐层遍历原则在所述极小阶子树中依次匹配所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟根节点相关的各元素。
在完成对虚拟根节点的映射后，区域管理实体设备以虚拟根节点的映射节点为根节点在其物理拓扑中生成极小阶子树，此处的极小阶子树为以与虚拟根节点相匹配的物理节点为根节点的两层树结构，物理拓扑中与该物理节点直接相关的其余物理节点组成的树结构。图7为本发明虚拟网络映射处理方法实施例二中极小阶子树的结构示意图一，对于上述虚拟子网1的虚拟元素请求序列来说，与虚拟根节点c相匹配的为物理节点E，图7即为以E为根节点在图6所示的物理拓扑中生成的极小阶子树，包括与E相关的物理节点B、D、G、H及其物理链路。本步骤为按照逐层遍历原则在极小阶子树中依 次匹配虚拟元素请求序列中与虚拟根节点相关的节点和链路，先将虚拟链路与物理链路匹配，再将相匹配的链路的对端节点进行匹配。
具体的匹配过程中遵循以下匹配原则：若虚拟元素请求序列中的虚拟链路的对端节点未匹配，则在当前极小阶子树中选择可用权值最大且叶子节点满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路作为所述虚拟链路的映射链路。当匹配一条虚拟链路时，若该虚拟链路的对端节点未匹配，则在当前极小阶子树中选择可用权值最大，且链路的叶子节点不小于该虚拟链路的对端节点的权值的物理链路，将该物理链路作为该虚拟链路的映射链路。由于虚拟根节点已与当前极小阶子树的根节点相匹配，则当前极小阶子树中的各方向相同的物理链路均为该虚拟链路的匹配对象，匹配时需要满足相应的匹配条件，此处先选择可用权值最大的物理链路，再判断该物理链路对应的叶子节点是否满足该虚拟链路的对端节点的要求，此处的满足该虚拟链路的对端节点的要求具体为叶子节点的权值不小于对端节点的权值；若该叶子节点满足其要求，则将该物理链路与该虚拟链路相匹配，否则获取可用权值次之的物理链路，继续判断其叶子节点是否满足要求，直到寻找到满足要求的叶子节点为止。以上述图5b和图7为例，在对虚拟元素请求序列中的虚拟链路<c，a>进行映射匹配时，该虚拟链路的对端节点a当前未匹配，则在图7所示的极小阶子树中选择可用权值最大且叶子节点满足节点a的要求的物理链路，可以获取到物理链路<E，B>、<E，D>和<E，G>均符合要求，则从中选择叶子节点的权值最大的物理链路作为映射链路，即物理链路<E，G>。每完成一个虚拟链路与物理链路的匹配后，相应地将该物理链路的叶子节点作为该虚拟链路的未匹配的对端节点的映射节点，即可以将物理节点G作为虚拟节点a的映射节点。
进一步地，若当前极小阶子树中的所有叶子节点均不满足该虚拟链路的对端节点的要求，则依次合并所述当前极小阶子树中未匹配的叶子节点对应的下一跳链路，直到生成的新的极小阶子树中存在满足所述虚拟链路的对端 节点的要求的物理链路，并在新的极小阶子树中匹配所述虚拟元素请求序列中的剩余元素。如果当前极小阶子树中的所有叶子节点的权值均小于虚拟链路的对端节点的权值，则合并当前极小阶子树中未匹配的叶子节点对应的下一跳链路，生成新的极小阶子树，例如，假设在上述虚拟链路<c，a>的映射匹配过程中，若当前所有叶子节点均不满足要求，则可以将图6中所示的物理拓扑中的下一跳链路AB与BE合并为AE，进而生成新的极小阶子树。再判断新的极小阶子树中是否存在满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路，如果不存在，则依次合并其他的下一跳链路，直到生成的新的极小阶子树中存在满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路。此时则在新的极小阶子树中继续匹配该虚拟元素请求序列中的剩余元素。
若所述虚拟链路的两端节点已匹配，则将所述物理拓扑中分别以所述两端节点所匹配的叶子节点为源节点和目标节点的最短链路作为所述虚拟链路的映射链路，所述最短链路为可用权值最大的物理链路；当所述最短链路不满足所述虚拟链路的要求时，匹配失败。当匹配一条虚拟链路时，若该虚拟链路的对端节点已匹配，即该虚拟链路的两个端点均已匹配，则在物理拓扑中寻找以该两个端点为源节点和目标节点的最短路径，此处可以为可用权值最大的链路；当获取到的最短路径的权值满足该虚拟链路的要求时，则将该最短链路作为该虚拟链路的映射链路；否则当最短链路不满足要求时，则表明匹配失败。
步骤336，区域管理实体设备以所述虚拟元素请求序列中未匹配虚拟元素的上一个已匹配虚拟节点对应的物理节点作为所述根节点，重复上述步骤326，继续匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素，直到完全匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素或者匹配失败为止。
经过上述步骤326完成虚拟元素请求序列中于当前起始节点相关的全部元素的匹配后，区域管理实体设备以该序列中未匹配虚拟元素的上一个已匹配虚拟节点对应的物理节点作为根节点，即以序列中下一虚拟链路最近的已 分配虚拟节点对应的物理节点作为根节点，重新生成极小阶子树，即重复上述步骤326，继续匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素，直到完全匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素或者匹配失败为止。
进一步地，在虚拟元素的映射匹配过程中会出现匹配失败的情况，当匹配失败的虚拟元素为虚拟节点xa时，本实施例提供的方法还可以包括如下步骤：获取所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟节点xa相关的上一个虚拟链路yba的对端节点xb。回溯至所述物理拓扑中与对端节点xb匹配的物理节点处，将与虚拟链路yba匹配的物理链路标识为匹配失败，在与该物理节点对应的满足所述虚拟链路的要求的物理链路中选择与虚拟链路yba匹配的物理链路进行后续的映射匹配处理，即在该物理节点的满足yba的权值要求的其余物理链路中寻找最适合的链路进行链路及节点匹配。若虚拟节点xa为虚拟元素请求序列中的起始节点，则回溯至最开始处，重新选择物理拓扑中满足条件的下一个物理节点作为起始节点的映射节点进行匹配。
当匹配失败的虚拟元素为虚拟链路ycd时，本实施例提供的方法还可以还包括如下步骤：获取虚拟元素请求序列中与虚拟链路ycd相关的上一个虚拟节点xc。回溯至所述物理拓扑中与虚拟节点xc匹配的物理节点处，将与所述虚拟节点xc匹配的物理节点标识为匹配失败，在以所述物理节点为端点的物理链路中选择与所述虚拟链路ycd匹配的物理链路进行映射处理，即寻找以该物理节点为端点的其余未分配物理链路中最适合的链路进行匹配。若当前不存在未分配物理链路与所述虚拟链路相匹配，则将与所述虚拟节点匹配的物理节点标识为匹配失败。即若该物理节点已没有多余可用链路进行分配，则将该物理节点标识为匹配失败，并根据上述虚拟节点匹配失败时的情况继续向前回溯。
仍以上述图5b和图7为例，在经过上述步骤在图7所示的以物理节点E为根节点的极小阶子树中依次匹配与虚拟元素请求序列中虚拟根节点c相关 联的链路和对端节点时，当匹配到虚拟链路<c，e>时，由于无符合条件的物理链路，则虚拟链路<c，e>匹配失败。此时则寻找虚拟元素请求序列中与该虚拟链路<c，e>相关的上一个虚拟节点c，该虚拟节点之前已分配有物理节点E，则回溯至该虚拟节点c处，由于c为虚拟元素请求序列中的虚拟根节点，因此删除起始节点序列的队首，重新选择起始节点，此时选择F作为起始节点。重复上述步骤326可以得到图8所示的以物理节点F为根节点的极小阶子树，在该极小阶子树中依次匹配与虚拟元素请求序列中虚拟根节点c相关联的链路和对端节点，当匹配到虚拟节点e时，由于物理节点I的权值小于虚拟节点f的权值，则虚拟节点e匹配失败。此时，寻找虚拟元素请求序列中与该虚拟节点e相关的上一个虚拟链路<c，f>，该虚拟链路已匹配有物理链路<F，I>。由于当前以F为根节点的极小阶子树中已不存在空闲物理链路，则需要扩展物理拓扑，即合并极小阶子树中未匹配的叶子节点对应的下一跳链路，以生成如图9所示的以F为根节点的三层极小阶子树。在该三层极小阶子树中重新匹配虚拟链路<c，f>，则可以为其分配物理链路<F，I，J>，虚拟节点f可以相应地匹配到物理节点J，并继续对虚拟元素请求序列中的剩余元素进行匹配，直到完全匹配成功，由此可以得到虚拟子网1对应的虚拟子网映射信息如图10所示。
步骤307，中心管理实体设备对各区域管理实体设备发送的虚拟子网映射信息进行合并处理，并将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户。
在各区域管理实体设备完成各自的虚拟子网的映射匹配后，将生成的各虚拟子网映射信息发送到中心管理实体设备，即将其域内的物理元素与虚拟子网的逻辑元素之间的对应关系发送给中心管理实体设备。中心管理实体设备对各区域管理实体设备发送的各虚拟子网映射信息进行合并处理，将从各个区域管理实体设备收集到的映射信息综合在一起，组成虚拟网络拓扑请求的最终映射信息，并将最终映射信息反馈给虚拟网络用户。
本实施例提供了一种虚拟网络映射处理方法，本实施例通过图分解方法 将较大的虚拟网络拓扑请求拆分为多个虚拟子网，将计算量分散到各个区域管理实体设备中并行计算，解决了现有技术中存在的因计算资源消耗过大而带来的处理瓶颈问题，实现了快速高效地进行物理拓扑与逻辑拓扑的匹配的目的，同时由于问题分解，也极大地减少了虚拟网络请求及部署的时间，提高了计算效率。本实施例无需对整个虚拟网络拓扑请求进行重计算，只需动态处理部分虚拟子网即可，则本实施例中的分级管理的架构体系可扩展性强，更加便于执行虚拟网络的迁移和资源分配的动态优化。另外，本实施例综合考虑了虚拟网络拓扑请求中的虚拟节点与虚拟链路的映射情况，可在尽量低的匹配消耗情况下寻找到最合适的物理资源进行映射，使得算法复杂度大幅降低。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图11为本发明虚拟网络映射处理系统实施例一的结构示意图，如图11所示，本实施例提供了一种虚拟网络映射处理系统，可以具体执行上述方法实施例一中的各个步骤，此处不再赘述。本实施例提供的虚拟网络映射处理系统可以具体包括中心管理实体设备1和多个区域管理实体设备2，其中，中心管理实体设备1包括分解模块11、分发模块12和合并模块13。其中，分解模块11用于根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网，并将各虚拟子网分解为虚拟元素请求序列。分发模块12用于将各所述虚拟元素请求序列分发到各区域管理实体设备。合并模块13用于对各区域管理实体设备发送的虚拟子网映射信息进行合并处理，将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户。区域管理实体设备2可以具体包括接收模块21和映射匹配模块22。其中，接收模块21用于接收所述中心管理实体设备发送的虚拟元素 请求序列。映射匹配模块22用于根据所述虚拟元素请求序列将所述各虚拟子网的逻辑拓扑与物理拓扑进行映射匹配。
图12为本发明虚拟网络映射处理系统实施例二的结构示意图，如图12所示，本实施例提供了一种虚拟网络映射处理系统，可以具体执行上述方法实施例二中的各个步骤，此处不再赘述。本实施例提供的虚拟网络映射处理系统中的分解模块11可以具体包括划分单元111、第一遍历单元112、第二遍历单元113和输出单元114。其中，划分单元111用于根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网。第一遍历单元112用于将各虚拟子网的请求拓扑中入度和出度之和最大的节点分别作为各虚拟元素请求序列中的起始节点，分别根据广度优先原则遍历与所述起始节点相关的链路及所述链路对应的节点，并按遍历顺序分别存储所遍历的节点与链路序列；其中，所述链路按照链路权值大小排序，所述链路权值相同的链路以链路对端节点的节点权值大小排序，所述节点为每遍历一条链路后所遍历的所述链路对应的未被遍历的对端节点。第二遍历单元113用于分别将所述节点与链路序列中下一个未被遍历的节点作为起始节点，重复上述步骤对所述请求拓扑中未被遍历的节点和链路进行排序，直到遍历所述请求拓扑中所有节点和链路。输出单元114用于分别输出最终的虚拟元素请求序列。
具体地，本实施例中的映射匹配模块22可以具体包括选择单元221、第一匹配单元222和第二匹配单元223。其中，选择单元221用于从物理拓扑中选择入度和出度之和不小于所述虚拟元素请求序列中虚拟根节点的度的所有物理节点，将选择的物理节点中可用权值最大的物理节点作为所述虚拟根节点的映射节点。第一匹配单元222用于以所述虚拟根节点的映射节点为根节点在所述物理拓扑中生成极小阶子树，并按照逐层遍历原则在所述极小阶子树中依次匹配所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟根节点相关的各元素。第二匹配单元223用于以所述虚拟元素请求序列中未匹配虚拟元素的上一个 已匹配虚拟节点对应的物理节点作为所述根节点，重复上述步骤继续匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素，直到完全匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素或者匹配失败为止。
更具体地，本实施例中的第一匹配单元222可以具体包括第一映射子单元2221、合并子单元2222、第二映射子单元2223和第三映射子单元2224。其中，第一映射子单元2221用于若所述虚拟元素请求序列中的虚拟链路的对端节点未匹配，则在当前极小阶子树中选择可用权值最大且叶子节点满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路作为所述虚拟链路的映射链路。合并子单元2222用于当所述极小阶子树中的所有叶子节点均不满足所述虚拟链路的对端节点的要求时，依次合并所述当前极小阶子树中未匹配的叶子节点对应的下一跳链路，直到生成的新的极小阶子树中存在满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路，并在所述新的极小阶子树中匹配所述虚拟元素请求序列中的剩余元素。第二映射子单元2223用于若所述虚拟链路的两端节点已匹配，则将所述物理拓扑中分别以所述两端节点所匹配的叶子节点为源节点和目标节点的最短链路作为所述虚拟链路的映射链路，所述最短链路为可用权值最大的物理链路；当所述最短链路不满足所述虚拟链路的要求时，匹配失败。第三映射子单元2224用于将与所述虚拟链路匹配的物理链路的对端物理节点作为所述虚拟链路的对端节点的映射节点。
进一步地，本实施例提供的虚拟网络映射处理系统中的区域管理实体设备2还可以包括第一获取模块23和第一回溯模块24。其中，第一获取模块23用于当匹配失败的虚拟元素为虚拟节点时，获取所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟节点相关的上一个虚拟链路的对端节点。第一回溯模块24用于回溯至所述物理拓扑中与所述对端节点匹配的物理节点处，将与所述虚拟链路匹配的物理链路标识为匹配失败，在与所述物理节点对应的满足所述虚拟链路的要求的物理链路中选择与所述虚拟链路匹配的物理链路进行映射处理。
进一步地，本实施例提供的虚拟网络映射处理系统中的区域管理实体设 备2还可以包括第二获取模块25和第二回溯模块26。其中，第二获取模块25用于当匹配失败的虚拟元素为虚拟链路时，获取所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟链路相关的上一个虚拟节点。第二回溯模块26用于回溯至所述物理拓扑中与所述虚拟节点匹配的物理节点处，在以所述物理节点为端点的未匹配物理链路中选择与所述虚拟链路匹配的物理链路进行映射处理。
本实施例提供了一种虚拟网络映射处理系统，本实施例通过图分解方法将较大的虚拟网络拓扑请求拆分为多个虚拟子网，将计算量分散到各个区域管理实体设备中并行计算，解决了现有技术中存在的因计算资源消耗过大而带来的处理瓶颈问题，实现了快速高效地进行物理拓扑与逻辑拓扑的匹配的目的，同时由于问题分解，也极大地减少了虚拟网络请求及部署的时间，提高了计算效率。本实施例无需对整个虚拟网络拓扑请求进行重计算，只需动态处理部分虚拟子网即可，则本实施例中的分级管理的架构体系可扩展性强，更加便于执行虚拟网络的迁移和资源分配的动态优化。另外，本实施例综合考虑了虚拟网络拓扑请求中的虚拟节点与虚拟链路的映射情况，可在尽量低的匹配消耗情况下寻找到最合适的物理资源进行映射，使得算法复杂度大幅降低。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种虚拟网络映射处理方法，其特征在于，包括：
根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网，并将各虚拟子网分别分解为虚拟元素请求序列；其中，所述虚拟网络拓扑请求的请求拓扑为有向加权图形式的虚拟网络拓扑；
将各所述虚拟元素请求序列分发到所述各区域管理实体设备，由所述区域管理实体设备根据所述虚拟元素请求序列将所述各虚拟子网的逻辑拓扑与物理拓扑进行映射匹配；
对所述各区域管理实体设备发送的虚拟子网映射信息进行合并处理，将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户；
其中，所述将各虚拟子网分别分解为虚拟元素请求序列包括：
将各虚拟子网的请求拓扑中入度和出度之和最大的节点分别作为各虚拟元素请求序列中的起始节点；
分别根据广度优先原则遍历与所述起始节点相关的链路及所述链路对应的节点，并按遍历顺序分别存储所遍历的节点与链路序列；其中，所述链路按照链路权值大小排序，所述链路权值相同的链路以链路对端节点的节点权值大小排序，所述节点为每遍历一条链路后所遍历的所述链路对应的未被遍历的对端节点；
分别将所述节点与链路序列中下一个未被遍历的节点作为起始节点，重复上述步骤分别根据广度优先原则遍历与所述起始节点相关的链路及所述链路对应的节点，并按遍历顺序分别存储所遍历的节点与链路序列，对所述请求拓扑中未被遍历的节点和链路进行排序，直到遍历所述请求拓扑中所有节点和链路；
分别输出最终的虚拟元素请求序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟元素请求序列将所述各虚拟子网的逻辑拓扑与物理拓扑进行映射匹配包括：
从物理拓扑中选择入度和出度之和不小于所述虚拟元素请求序列中虚拟根节点的度的所有物理节点，将选择的物理节点中可用权值最大的物理节点作为所述虚拟根节点的映射节点；
以所述虚拟根节点的映射节点为根节点在所述物理拓扑中生成极小阶子树，并按照逐层遍历原则在所述极小阶子树中依次匹配所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟根节点相关的各元素；
以所述虚拟元素请求序列中未匹配虚拟元素的上一个已匹配虚拟节点对应的物理节点作为所述根节点，重复上述步骤以所述虚拟根节点的映射节点为根节点在所述物理拓扑中生成极小阶子树，并按照逐层遍历原则在所述极小阶子树中依次匹配所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟根节点相关的各元素，继续匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素，直到完全匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素或者匹配失败为止。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照逐层遍历原则在所述极小阶子树中依次匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素包括：
若所述虚拟元素请求序列中的虚拟链路的对端节点未匹配，则在当前极小阶子树中选择可用权值最大且叶子节点满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路作为所述虚拟链路的映射链路；
当所述极小阶子树中的所有叶子节点均不满足所述虚拟链路的对端节点的要求时，依次合并所述当前极小阶子树中未匹配的叶子节点对应的下一跳链路，直到生成的新的极小阶子树中存在满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路，并在所述新的极小阶子树中匹配所述虚拟元素请求序列中的剩余元素；
若所述虚拟链路的两端节点已匹配，则将所述物理拓扑中分别以所述两端节点所匹配的叶子节点为源节点和目标节点的最短链路作为所述虚拟链路的映射链路，所述最短链路为可用权值最大的物理链路；当所述最短链路不满足所述虚拟链路的要求时，匹配失败；
将与所述虚拟链路匹配的物理链路的对端物理节点作为所述虚拟链路的对端节点的映射节点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当匹配失败的虚拟元素为虚拟节点时，还包括：
获取所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟节点相关的上一个虚拟链路的对端节点；
回溯至所述物理拓扑中与所述对端节点匹配的物理节点处，将与所述虚拟链路匹配的物理链路标识为匹配失败，在与所述物理节点对应的满足所述虚拟链路的要求的物理链路中选择与所述虚拟链路匹配的物理链路进行映射处理。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当匹配失败的虚拟元素为虚拟链路时，还包括：
获取所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟链路相关的上一个虚拟节点；
回溯至所述物理拓扑中与所述虚拟节点匹配的物理节点处，在以所述物理节点为端点的未匹配物理链路中选择与所述虚拟链路匹配的物理链路进行映射处理。
6.一种虚拟网络映射处理系统，其特征在于，包括中心管理实体设备和多个区域管理实体设备，其中，所述中心管理实体设备包括：
分解模块，用于根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网，并将各虚拟子网分解为虚拟元素请求序列；其中，所述虚拟网络拓扑请求的请求拓扑为有向加权图形式的虚拟网络拓扑；
分发模块，用于将各所述虚拟元素请求序列分发到各区域管理实体设备；
合并模块，用于对各区域管理实体设备发送的虚拟子网映射信息进行合并处理，将合并后生成的最终映射信息反馈给虚拟网络用户；
所述区域管理实体设备包括：
接收模块，用于接收所述中心管理实体设备发送的虚拟元素请求序列；
映射匹配模块，用于根据所述虚拟元素请求序列将所述各虚拟子网的逻辑拓扑与物理拓扑进行映射匹配；
其中，所述分解模块包括：
划分单元，用于根据各区域管理实体设备发送的各区域的边界网络状态信息，将接收到的虚拟网络拓扑请求的请求拓扑划分为多个虚拟子网；
第一遍历单元，用于将各虚拟子网的请求拓扑中入度和出度之和最大的节点分别作为各虚拟元素请求序列中的起始节点，分别根据广度优先原则遍历与所述起始节点相关的链路及所述链路对应的节点，并按遍历顺序分别存储所遍历的节点与链路序列；其中，所述链路按照链路权值大小排序，所述链路权值相同的链路以链路对端节点的节点权值大小排序，所述节点为每遍历一条链路后所遍历的所述链路对应的未被遍历的对端节点；
第二遍历单元，用于分别将所述节点与链路序列中下一个未被遍历的节点作为起始节点，重复上述步骤分别根据广度优先原则遍历与所述起始节点相关的链路及所述链路对应的节点，并按遍历顺序分别存储所遍历的节点与链路序列，对所述请求拓扑中未被遍历的节点和链路进行排序，直到遍历所述请求拓扑中所有节点和链路；
输出单元，用于分别输出最终的虚拟元素请求序列。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述映射匹配模块包括：
选择单元，用于从物理拓扑中选择入度和出度之和不小于所述虚拟元素请求序列中虚拟根节点的度的所有物理节点，将选择的物理节点中可用权值最大的物理节点作为所述虚拟根节点的映射节点；
第一匹配单元，用于以所述虚拟根节点的映射节点为根节点在所述物理拓扑中生成极小阶子树，并按照逐层遍历原则在所述极小阶子树中依次匹配所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟根节点相关的各元素；
第二匹配单元，用于以所述虚拟元素请求序列中未匹配虚拟元素的上一个已匹配虚拟节点对应的物理节点作为所述根节点，重复上述步骤以所述虚拟根节点的映射节点为根节点在所述物理拓扑中生成极小阶子树，并按照逐层遍历原则在所述极小阶子树中依次匹配所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟根节点相关的各元素，继续匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素，直到完全匹配所述虚拟元素请求序列中的各元素或者匹配失败为止。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一匹配单元包括：
第一映射子单元，用于若所述虚拟元素请求序列中的虚拟链路的对端节点未匹配，则在当前极小阶子树中选择可用权值最大且叶子节点满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路作为所述虚拟链路的映射链路；
合并子单元，用于当所述极小阶子树中的所有叶子节点均不满足所述虚拟链路的对端节点的要求时，依次合并所述当前极小阶子树中未匹配的叶子节点对应的下一跳链路，直到生成的新的极小阶子树中存在满足所述虚拟链路的对端节点的要求的物理链路，并在所述新的极小阶子树中匹配所述虚拟元素请求序列中的剩余元素；
第二映射子单元，用于若所述虚拟链路的两端节点已匹配，则将所述物理拓扑中分别以所述两端节点所匹配的叶子节点为源节点和目标节点的最短链路作为所述虚拟链路的映射链路，所述最短链路为可用权值最大的物理链路；当所述最短链路不满足所述虚拟链路的要求时，匹配失败；
第三映射子单元，用于将与所述虚拟链路匹配的物理链路的对端物理节点作为所述虚拟链路的对端节点的映射节点。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述区域管理实体设备还包括：
第一获取模块，用于当匹配失败的虚拟元素为虚拟节点时，获取所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟节点相关的上一个虚拟链路的对端节点；
第一回溯模块，用于回溯至所述物理拓扑中与所述对端节点匹配的物理节点处，将与所述虚拟链路匹配的物理链路标识为匹配失败，在与所述物理节点对应的满足所述虚拟链路的要求的物理链路中选择与所述虚拟链路匹配的物理链路进行映射处理。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述区域管理实体设备还包括：
第二获取模块，用于当匹配失败的虚拟元素为虚拟链路时，获取所述虚拟元素请求序列中与所述虚拟链路相关的上一个虚拟节点；
第二回溯模块，用于回溯至所述物理拓扑中与所述虚拟节点匹配的物理节点处，在以所述物理节点为端点的未匹配物理链路中选择与所述虚拟链路匹配的物理链路进行映射处理。
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