CN103812748A - 一种可生存虚拟网络的映射方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可生存虚拟网络的映射方法，其特征在于，该方法包括：获取物理网络的状态；映射虚拟节点到物理节点上；映射虚拟路径到工作路径和备份路径上，若映射失败，则重配置物理网络的备份资源，再次映射该虚拟路径。本发明能够提高底层网络的资源利用效率以及虚拟网络的接受率。

Description

一种可生存虚拟网络的映射方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种可生存虚拟网络的映射方法。

背景技术

网络虚拟化被认为是未来网络的核心属性以克服当前网络僵化造成的各种问题。在网络虚拟化环境中，不同拓扑、需求、协议的虚拟网络可以共享同一底层物理网络，从而为网络的终端用户提供可靠的服务。

目前，可生存性虚拟网络的映射问题正引起研究者的兴趣，如专利号为201110173662.5的专利（基于虚拟网络资源需求动态变化的再映射方法），该发明提供了一种由虚拟网络资源需求动态变化而引起的对部分虚拟资源再映射的方法。包括对需要再映射虚拟资源的确定，及按序对这些资源进行映射的过程，该方法以最小化资源消耗为优化目标，使每个虚拟网络在再映射过程中的资源代价最小化。专利号为201210314294.6的专利（虚拟网络资源再映射方法），该发明提供了一种虚拟网络资源再映射的方法，包括：周期性地获取关键虚拟节点；将关键虚拟节点的资源再映射到负载低于阈值物理节点，使物理网络的资源负载均衡；对与关键虚拟节点相连接的虚拟链路资源进行再映射。

上述专利从不同的侧面对虚拟网络的生存性展开，提供不同物理网络故障场景下的备份机制，但是，由于它们都是采用为虚拟网络预留冗余资源的方式，使得可生存性虚拟网络映射（SVNE）问题的挑战更进一步。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可生存虚拟网络的映射方法，能够提高底层网络的资源利用效率以及虚拟网络的接受率。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下方案予以实现：

一种可生存虚拟网络的映射方法，该方法包括：

获取物理网络的状态；

映射虚拟节点到物理节点上；

映射虚拟路径到工作路径和备份路径上，若映射失败，则重配置物理网络的备份资源，再次映射该虚拟路径。

其中，所述映射工作路径和备份路径时，以最小化花销为目标映射工作路径，以底层负载均衡为目标映射备份路径，而目标函数为：

$\min \underset{u,v\∈N^S}{\mathrm{\Σ}}\underset{l\∈E^V}{\mathrm{\Σ}}{x}_l(u,v)+\underset{u,v\∈N^S}{\mathrm{\Σ}}\underset{l\∈E^V}{\mathrm{\Σ}}\frac{B_a(u,v)}{B_r(u,v)}{y}_l(u,v)$

其中，N^S是物理网络的节点集合，E^V是虚拟网络的链路集合，x_l(u,v)为在物理节点u和v之间的物理链路上为虚拟链路l分配的工作带宽资源，y_l(u,v)则是为虚拟链路l分配的备份带宽资源；B_a(u,v)为物理节点u和v之间的物理链路的总带宽资源，B_r(u,v)为剩余带宽资源。

其中，所述映射工作路径和备份路径时，要求工作路径和备份路径之间没有重叠段。

其中，所述映射备份路径时，底层物理资源的带宽能力约束以及实现备份链路资源共享的限制条件如下式所示：

$\underset{l\∈E^V}{\mathrm{\Σ}}{x}_l(m,n)+\underset{l\∈E^V}{\max }\{y_l(m,n),Y(m,n)\}\≤B_r(m,n)+Y(m,n),\∀m\∈N^S,\∀n\∈N^S$

其中，N^S是物理网络的节点集合，E^V是虚拟网络的链路集合，x_l(m,n)为在物理节点m和n之间的物理链路上为虚拟链路l分配的工作带宽资源，y_l(m,n)是为虚拟链路l分配的备份带宽资源，Y(m,n)为物理节点m和n之间的物理链路上已经分配的备份带宽资源，B_r(m,n)为剩余带宽资源。

（三）有益效果

本发明至少具有如下有益效果：

本发明中，映射虚拟链路时，不仅映射工作路径，还映射了备份路径，通过映射备份路径解决底层网络的单链路故障。当映射工作路径和备份路径失败时，重配置备份资源，重映射工作路径和备份路径，有助于提高虚拟网络映射的接受率。

本发明中，映射备份路径时，以负载均衡为目标进行映射，使得底层网络的资源利用率提高，同时也有助于虚拟网络映射接受率的提高。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种可生存虚拟网络映射方法的流程图；

图2是本发明一个较佳实施例提供的一种可生存虚拟网络映射方法的流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

参见图1，本发明实施例提供了一种可生存虚拟网络的映射方法，包括如下步骤：

步骤101：获取物理网络状态；

步骤102：映射虚拟节点到物理节点上；

步骤103：映射虚拟路径到工作路径和备份路径上，若映射失败，则重配置物理网络的备份资源，再次映射该虚拟路径。

在本发明的实施例中，映射虚拟链路时，不仅映射工作路径，还映射了备份路径，通过映射备份路径以解决底层网络单链路故障。当映射工作路径和备份路径失败时，重配置备份资源，重映射工作路径和备份路径，有助于提高虚拟网络映射的接受率。

在本发明的实施例中，映射备份路径时，以负载均衡为目标进行映射，使得底层网络的资源利用率提高，同时也有助于虚拟网络映射接受率的提高。

下面通过一个具体的例子，来更为详细的说明本发明一个较佳实施例的实现过程。参见图2，该过程包括如下步骤：

步骤201：当接收到虚拟网络请求时，获取物理网络状态。

本步骤中，所述获取物理网络状态是指获取实时的物理网络的剩余状态，用于映射虚拟网络时的初始化。

步骤202：映射虚拟节点。

步骤203：所述映射虚拟节点，若映射成功，则转至步骤204，若映射失败，则转至步骤209。

步骤204：映射工作路径和备份路径。

本步骤中，所述映射工作路径和备份路径，以最小化花销为目标映射工作路径，以底层负载均衡为目标映射备份链路，则目标函数为：

$\min \underset{u,v\∈N^S}{\mathrm{\Σ}}\underset{l\∈E^V}{\mathrm{\Σ}}{x}_l(u,v)+\underset{u,v\∈N^S}{\mathrm{\Σ}}\underset{l\∈E^V}{\mathrm{\Σ}}\frac{B_a(u,v)}{B_r(u,v)}{y}_l(u,v)$

其中，N^S是物理网络的节点集合，E^V是虚拟网络的链路集合，x_l(u,v)为在物理节点u和v之间的物理链路上为虚拟链路l分配的工作带宽资源，y_l(u,v)则是为虚拟链路l分配的备份带宽资源；B_a(u,v)为物理节点u和v之间的物理链路的总带宽资源，B_r(u,v)为剩余带宽资源。

映射工作路径和备份路径时，工作路径和备份路径之间没有重叠段，从而保证底层网络单链路故障时备份路径的可用性。

步骤205：所述映射工作路径和备份路径，若映射成功，则转至步骤210，若映射失败，则转至步骤206。

步骤206：重配置备份资源。

本步骤中，重配置备份资源是指将物理网络中已分配的备份资源清零，转为可利用的剩余资源，进行二次映射。

步骤207：重映射工作路径和备份路径。

步骤208：所述重映射工作路径和备份路径，若映射成功，则转至步骤210，若映射失败，则转至步骤209。

步骤209：判定映射失败。

步骤210：结束虚拟网络的映射。

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；其依然可以对前述各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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种可生存虚拟网络的映射方法，其特征在于，该方法包括：

获取物理网络的状态；

映射虚拟节点到物理节点上；

映射虚拟路径到工作路径和备份路径上，若映射失败，则重配置物理网络的备份资源，再次映射该虚拟路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射工作路径和备份路径时，以最小化花销为目标映射工作路径，以底层负载均衡为目标映射备份路径，而目标函数为：

$\min \underset{u,v\∈N^S}{\mathrm{\Σ}}\underset{l\∈E^V}{\mathrm{\Σ}}{x}_l(u,v)+\underset{u,v\∈N^S}{\mathrm{\Σ}}\underset{l\∈E^V}{\mathrm{\Σ}}\frac{B_a(u,v)}{B_r(u,v)}{y}_l(u,v)$

其中，N^S是物理网络的节点集合，E^V是虚拟网络的链路集合，x_l(u,v)为在物理节点u和v之间的物理链路上为虚拟链路l分配的工作带宽资源，y_l(u,v)则是为虚拟链路l分配的备份带宽资源；B_a(u,v)为物理节点u和v之间的物理链路的总带宽资源，B_r(u,v)为剩余带宽资源。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射工作路径和备份路径时，工作路径和备份路径之间没有重叠段。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射备份路径时，底层物理资源的带宽能力约束以及实现备份链路资源共享的限制条件如下式所示：

$\underset{l\∈E^V}{\mathrm{\Σ}}{x}_l(m,n)+\underset{l\∈E^V}{\max }\{y_l(m,n),Y(m,n)\}\≤B_r(m,n)+Y(m,n),\∀m\∈N^S,\∀n\∈N^S$

其中，N^S是物理网络的节点集合，E^V是虚拟网络的链路集合，x_l(m,n)为在物理节点m和n之间的物理链路上为虚拟链路l分配的工作带宽资源，y_l(m,n)是为虚拟链路l分配的备份带宽资源，Y(m,n)为物理节点m和n之间的物理链路上已经分配的备份带宽资源，B_r(m,n)为剩余带宽资源。

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