CN106059799B - 面向sdn的弹性光网络下的虚拟网络映射方法 - Google Patents

面向sdn的弹性光网络下的虚拟网络映射方法 Download PDF

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Abstract

一种面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法，主要解决面向SDN的弹性光网络中通过网络虚拟化的方式实现网络资源的灵活分配与调度问题。具体步骤包括：1.获取底层物理网络信息；2.接收虚拟网络请求信息；3.获得备选可编程物理节点集合；4.映射虚拟网络节点；5.判断当前虚拟网络的所有虚拟节点是否都已经映射到物理网络中；6.虚拟网络链路映射；本发明通过采用基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法、广度优先搜索方法和基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法，降低了虚拟网络映射阻塞率，减少了物理网络带宽资源消耗，提高网络承载未来虚拟网络业务能力。

Description

面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，更进一步涉及有线通信技术领域中的一种面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法。本发明可以应用于面向SDN的弹性光网络中通过网络虚拟化的方式实现网络资源的灵活分配与调度。
背景技术
随着移动通信技术、数据中心以及云计算的迅猛发展，带宽需求呈现爆炸式的增长趋势。超大容量、动态灵活的全光网络将会成为未来网络发展的必然趋势。SDN(SoftwareDefined Network)通过网络资源虚拟化手段与硬件模块可编程特性，灵活地配置与调度网络资源，实现网络资源利用率最大化。然而，现有的光网络采用的固定带宽分配，使其资源分配粒度过大，导致网络带宽资源利用率低、网络灵活性差。为了解决现有光网络的这些缺陷，弹性光网络应运而生。与传统的光网络相比，弹性光网络引入可变带宽的光收发和光交换机制，可以根据用户需求灵活分配带宽资源，促进了光层对频谱资源地灵活管理，有效地提高了频谱利用率，具有广阔的应用前景。为了提高弹性光网络的传输容量，同时实现资源设备的共享，需引入网络虚拟化手段与硬件模块可编程特性，灵活地配置与调度网络资源，以实现网络资源利用率最大化。面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法就是用于解决这一问题的优化设计技术。
陈伯文等人在其发表的论文“在SDON中面向成本优化的虚拟光网络映射方法”(中兴通讯技术)中提出一种SDN光网络中面向成本优化的节点优先虚拟光网络映射方法。该方法的具体步骤是，第一步：根据虚拟节点计算资源需求降序排序；第二步：根据虚拟光网络上所有虚拟节点的最大计算资源需求对可编程物理节点提供最大计算资源的映射原则，将虚拟节点映射至的满足其资源需求的可编程物理节点；第三步：在SDN光网络的可编程节点辅助图上，根据虚拟光网络的拓扑连通性把所有虚拟链路映射到相应的物理链路上。该方法存在的不足之处是，在节点映射阶段并未考虑备选可编程物理节点间的相对距离，仅在链路映射时考虑已选定的物理可编程节点间的最短路径，因此很有可能导致选择的物理可编程节点过于分散，从而消耗大量的带宽资源；同时，在链路映射中并未考虑链路的资源使用情况，因此很有可能在未来虚拟网络到来时由于频谱碎片化严重导致虚拟网络映射阻塞率高以及网络承载未来虚拟网络业务能力差。文中还提出一种SDN光网络中面向成本优化的链路优先虚拟光网络映射方法。该方法的具体步骤是，第一步：将所有的虚拟连路按带宽需求进行降序排列；第二步：根据最大带宽需求映射到SDN光网络物理节点辅助图的最短距离的原则，首先映射带宽需求最大的虚拟链路；第三步：从已经映射的可编程物理节点到没有映射的可编程物理节点之间选择选择最短物理链路并且进行相应的频谱资源分配；第四步：通过虚拟光网络的拓扑特点和虚拟节点之间的连接关系，将虚拟节点映射到物理节点上。该方法通过构建可编程物理节点辅助图，在链路映射过程中考虑了已映射物理节点与未映射物理节点间的距离，但并未考虑链路资源的使用情况，因此虚拟网络映射阻塞率高，频谱碎片化严重。
北京邮电大学在其申请的专利“一种虚拟网络映射的方法和装置”(申请号：201210374583.5申请日：2012.09.27)中公开了一种基于网络危机度和链路开销的虚拟网络映射方法。该方法的具体步骤是，第一步：确定虚拟请求和物理底层的各网络参数，确定优化目标；第二步：根据所述虚拟节点所需的资源，从实际网络中选取节点，完成节点映射；第三步：根据网络危机度和链路开销的对应关系，计算虚拟连路两端的虚拟节点对应的两个物理节点之间的物理链路开销，选取满足所述虚拟链路的虚拟链路需求并且链路开销最小的物理链路；第四步：将所述虚拟链路映射到所选取的物理链路上。该方法存在的不足之处是，此方法在节点映射过程中仅考虑节点的资源，并未考虑到链路映射阶段的带宽需求以及链路资源的使用情况，导致链路映射的好坏在很大程度上取决于节点映射的结果，虚拟网络映射阻塞率高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法，本发明在虚拟网络节点映射时，不仅考虑到备选可编程物理节点间的距离，同时考虑到SDN弹性光网络链路资源使用情况以及虚拟网络的带宽需求，最后采用基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法将虚拟网络映射到物理网络上，有效降低了虚拟网络映射阻塞率，减少了物理网络带宽资源消耗。
实现本发明的具体思路是：考虑虚拟节点资源需求和与虚拟节点相连虚拟链路带宽需求，得出虚拟节点的归一化综合资源需求，考虑物理可编程节点资源和与其相连链路的频谱使用情况，得出当前作为底层物理网络的SDN弹性光网络中可编程物理节点的归一化综合资源承载能力，考虑备选可编程物理节点间的距离，依据虚拟节点的归一化综合资源需求采用广度优先搜索方法进行虚拟节点映射，最后采用基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法将虚拟链路映射到物理网络上，充分利用现有频谱资源碎片，有效降低了虚拟网络映射阻塞率，减少了物理网络带宽资源消耗，提高网络承载未来虚拟网络业务能力，可编程物理节点选择集中。
实现本发明目的的具体步骤如下：
(1)获取底层物理网络信息：
通过软件定义网络SDN的控制器，获取作为底层物理网络的软件定义网络SDN弹性光网络资源信息，软件定义网络SDN弹性光网络资源信息包括底层物理网络中可编程物理节点的能力和物理链路的带宽资源；
(2)接收虚拟网络请求信息：
软件定义网络SDN的控制器接收含有虚拟节点资源需求与虚拟链路用户带宽需求的虚拟网络请求信息；
(3)获得备选可编程物理节点集合：
从底层物理网络的可编程物理节点中选取满足资源约束的节点，组成备选可编程物理节点集合；
(4)映射虚拟网络节点：
(4a)采用基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法，计算虚拟网络请求中虚拟节点的归一化综合资源需求IRR、当前底层物理网络中备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力IRCC、备选可编程物理节点映射匹配因子
(4b)采用广度优先搜索方法，将虚拟网络请求的虚拟节点映射到底层物理网络中的备选可编程物理节点上；
(5)判断当前虚拟网络的所有虚拟节点是否都已经映射到物理网络中，若是，则执行步骤(6)，否则，执行步骤(4)；
(6)虚拟网络链路映射：
(6a)在底层物理网络中获取与虚拟网络中虚拟链路两端节点对应的可编程物理节点间的备选物理路径集合；
(6b)按照下式，计算映射每一条虚拟链路时备选物理路径集合中所有备选物理路径的最紧匹配因子：
其中，λi(lv)表示在映射第lv条虚拟链路时，第i条备选物理路径的最紧匹配因子，Smini(P)表示第i条备选物理路径的最小连续频谱块长度，S(lv)表示第lv条虚拟链路需要的资源带宽，ε表示一个正数且ε→0；
(6c)使用基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法，进行链路映射。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
第一，由于本发明采用基于综合资源感知的虚拟节点映射的方法，在节点映射过程中，考虑到链路映射阶段的虚拟网络带宽需求以及物理网络链路资源的使用情况，克服了现有技术中在节点映射时仅考虑节点的资源导致阻塞率较高的缺点，使得本发明具有了虚拟网络映射阻塞率小的优点。
第二，由于本发明采用基于距离感知的虚拟节点映射的方法，在节点映射过程中，考虑到映射待选择的可编程物理节点间的距离，克服了现有技术中仅在链路映射时考虑已选定的可编程节点间的最短路径导致的可编程物理节点选择过于分散、消耗大量的带宽资源的缺点，使得本发明具有了可编程物理节点选择集中、带宽资源消耗少的优点。
第三，由于本发明采用基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法，在链路映射过程中，考虑了物理链路的最紧匹配因子，充分利用已有频谱碎片以满足虚拟网络请求，克服了现有技术中未充分考虑链路资源的使用情况导致虚拟网络映射阻塞率高、频谱碎片化严重以及网络承载未来虚拟网络业务能力差的缺点，使得本发明具有了虚拟网络映射阻塞率小、资源碎片化程度小以及承载未来虚拟网络业务能力强的优点。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的仿真图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参照附图1，对本发明的具体步骤描述如下。
步骤1，获取底层物理网络信息。
获取底层物理网络信息：
通过软件定义网络SDN的控制器，获取作为底层物理网络的软件定义网络SDN弹性光网络资源信息，软件定义网络SDN弹性光网络资源信息包括底层物理网络中可编程物理节点的能力和物理链路的带宽资源。
步骤2，接收虚拟网络请求信息：
软件定义网络SDN的控制器接收含有虚拟节点资源需求与虚拟链路用户带宽需求的虚拟网络请求信息。
步骤3，获得备选可编程物理节点集合：
从底层物理网络的可编程物理节点中选取满足资源约束的节点，组成备选可编程物理节点集合。
资源约束的条件如下：
Cs(ns)≥Cv(nv)
其中，Cs(ns)表示可编程物理节点ns的能力，Cv(nv)表示虚拟节点nv的资源需求。
步骤4，映射虚拟网络节点。
采用基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法，计算虚拟网络请求中虚拟节点的归一化综合资源需求IRR、当前底层物理网络中备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力IRCC、备选可编程物理节点映射匹配因子
采用广度优先搜索方法，将虚拟网络请求的虚拟节点映射到底层物理网络中的备选可编程物理节点上。
基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法的具体步骤如下：
第1步：按照下式，计算每一个虚拟节点的归一化综合资源需求：
其中，IRR(nv)表示第nv个虚拟节点的归一化综合资源需求，Cv(nv)表示第nv个虚拟节点的资源需求，Cmax(NV)表示虚拟节点集合NV中的最大资源需求，∑表示求和操作，∈表示属于符号，L(nv)表示与第nv个虚拟节点相连的所有虚拟链路的集合，S(lv)表示第lv条虚拟链路所需的资源带宽，d(nv)表示第nv个虚拟节点的度，Smax(nv)表示与第nv个虚拟节点相连的所有虚拟链路中所需的带宽资源的最大值；
第2步：按照下式，计算每一个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力：
其中，IRCC(ns)表示第ns个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力，CS(ns)表示第ns个备选可编程物理节点的能力，NS表示底层备选可编程物理节点集合，Cmax(Ns)表示备选可编程物理节点集合中的最大能力，∑表示求和操作，ls表示底层物理网络中与第ns个备选可编程物理节点相连的物理链路的序号，∈表示属于符号，L(ns)表示与第ns个备选可编程物理节点相连的所有物理链路的集合，B(ls)表示第ls条物理链路中可用频谱块的数目，Save(ls)表示物理链路ls中连续频谱块的长度的平均值，d(ns)表示第ns个备选可编程物理节点的度，表示与第ns个备选可编程物理节点相连的物理链路集合L(ns)中可用频谱块的数目的最大值，表示与第ns个备选可编程物理节点相连的物理链路集合L(ns)中连续频谱块的长度的平均值；
第3步：从底层备选可编程物理节点集合NS中选取归一化综合资源承载能力IRCC最大的可编程物理节点，将所选取的归一化综合资源承载能力IRCC最大可编程物理节点作为虚拟映射的物理根节点
第4步：按照下式，计算每一个备选可编程物理节点映射匹配因子：
其中，表示第ns个备选可编程物理节点的映射匹配因子，IRCC(ns)表示第ns个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力，表示物理根节点的归一化综合资源承载能力，e表示自然数指数，表示第nS个备选可编程物理节点到物理根节点的距离。
广度优先搜索方法的具体步骤如下：
第1步：从虚拟节点集合NV中选取归一化综合资源需求IRR最大的虚拟节点，将所选取的归一化综合资源需求IRR最大虚拟节点作为虚拟网络的根节点
第2步：将虚拟网络的根节点作为广度优先搜索树的根节点，将广度优先搜索树的根节点标号Index为1，将广度优先搜索树的根节点的所有子节点按照综合资源需求IRR由大到小的顺序依次排列，将第i个虚拟节点的Index值计为i；
第3步：按照虚拟节点标号Index的值从小到大的顺序，将虚拟节点集合NV中的虚拟节点依次映射到当前底层物理网络备选可编程物理节点集合NS中映射匹配因子最大的可编程物理节点上。
步骤5，判断当前虚拟网络的所有虚拟节点是否都已经映射到物理网络中，若是，则执行步骤6，否则，执行步骤4。
步骤6，虚拟网络链路映射。
在底层物理网络中获取与虚拟网络中虚拟链路两端节点对应的可编程物理节点间的备选物理路径集合；
按照下式，计算映射每一条虚拟链路时备选物理路径集合中所有备选物理路径的最紧匹配因子：
其中，λi(lv)表示在映射第lv条虚拟链路时，第i条备选物理路径的最紧匹配因子，Smini(P)表示第i条备选物理路径的最小连续频谱块长度，S(lv)表示第lv条虚拟链路需要的资源带宽，ε表示一个正数且ε→0；
使用基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法，进行链路映射。
基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法具体步骤如下：
第1步：在每一条虚拟链路映射时将所有备选物理路径的最紧匹配因子作为备选物理路径的权值，采用迪杰斯特拉Dijkstra算法，求得与虚拟链路两端虚拟节点对应的可编程物理节点间的最短备选物理路径；
第2步：将每一条虚拟链路映射到底层物理网络中的最短备选物理路径。
下面结合附图对本发明的效果做进一步的描述。
1.仿真条件：
本发明仿真选取14个物理可编程节点的物理网络，每对物理可编程节点之间存在物理网络链路的概率为0.2，每条物理链路的最大频谱个数都为150，每个物理可编程节点资源大小为[300,400]的均匀分布。对于虚拟网络，虚拟节点个数为[2,5]的均匀分布，每对虚拟节点之间存在虚拟链路的概率为0.5，每条虚拟链路的请求频谱个数为[1,5]的均匀分布，每个虚拟节点所需资源大小为[1,3]的均匀分布。虚拟网络请求个数满足泊松分布，生存时间满足指数分布。
2.仿真内容：
本发明方法对虚拟网络分别进行5次仿真，5次仿真的泊松分布参数依次选取为2、4、6、8、10，在相同虚拟网络请求下对比本发明方法和现有算法，其中，Greedy-SP-FF(Greedy Selection,Shortest Path and First-Fit Based Virtual Network EmbeddingAlgorithm)、RC-SP-FF(Resource Capacity,Shortest Path and First-Fit BasedVirtual Network Embedding Algorithm)分别表示采用基于资源容量和最短路路径最先适应的贪婪虚拟网络映射方法和基于节点度和最短路路径最先适应拟网络映射方法，本发明的方法命名为DIR-TM(Distance,Integrated Resource-aware and tight-matchingAlgorithm)。
3.仿真结果分析：
图2是本发明方法DIR-TM与基于资源容量和最短路路径最先适应的贪婪虚拟网络映射方法(Greedy-SP-FF)、基于节点度和最短路路径最先适应拟网络映射方法(RC-SP-FF)对比算法的仿真结果。
图2(a)是本发明方法与现有技术的其他方法，按照相同虚拟网络的映射仿真得到的虚拟网络映射阻塞率对比折线图，x轴表示虚拟网络平均到达速率，y轴表示虚拟网络映射阻塞率。图2(a)中以3种不同的折线表示了采用3种不同方法，以方框标识的折线表示采用基于资源容量和最短路路径最先适应的贪婪虚拟网络映射方法得到的虚拟网络映射阻塞率；以三角形标识的折线表示采用基于节点度和最短路路径最先适应拟网络映射方法得到的虚拟网络映射阻塞率；以圆圈标识的折线表示采用本发明方法DIR-TM得到的虚拟网络映射阻塞率。
图2(a)中可见以圆圈标识的折线明显要低于其他折线，表明本发明方法的阻塞率要低于现有技术的其他两种方法，故本发明方法相比于其他现有方法有效提高虚拟网络映射成功率。
图2(b)是本发明方法与现有其他方法按照相同虚拟网络的映射仿真得到的虚拟网络链路所占用的物理链路资源与虚拟网络链路请求资源的比率对比柱状图，x轴表示虚拟网络平均到达速率，y轴表示虚拟网络链路所占用的物理链路资源与虚拟网络链路请求资源的比率。图2(b)中以3个不同的填充图案表示了采用3种不同方法，以点填充的柱状图表示采用基于资源容量和最短路路径最先适应的贪婪虚拟网络映射方法得到的虚拟网络链路所占用的物理链路资源与虚拟网络链路请求资源的比率；以斜线填充的柱状图表示采用基于节点度和最短路路径最先适应拟网络映射方法得到的虚拟网络链路所占用的物理链路资源与虚拟网络链路请求资源的比率；以交叉斜线填充的柱状图表示采用本发明方法DIR-TM得到的虚拟网络链路所占用的物理链路资源与虚拟网络链路请求资源的比率。
图2(b)可见中以交叉斜线填充的柱状图明显低于其他柱状图，表明本发明方法的虚拟网络所占用的物理链路资源比现有技术的其他两种方法少，故本发明方法相比于现有技术的其他两种方法可以更好的提高物理网络链路资源的利用率。

Claims (2)

1.一种面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法，具体步骤如下：
(1)获取底层物理网络信息：
通过软件定义网络SDN的控制器，获取作为底层物理网络的软件定义网络SDN弹性光网络资源信息，软件定义网络SDN弹性光网络资源信息包括底层物理网络中可编程物理节点的能力和物理链路的带宽资源；
(2)接收虚拟网络请求信息：
软件定义网络SDN的控制器接收含有虚拟节点资源需求与虚拟链路用户带宽需求的虚拟网络请求信息；
(3)获得备选可编程物理节点集合：
从底层物理网络的可编程物理节点中选取满足资源约束的节点，组成备选可编程物理节点集合；
(4)映射虚拟网络节点：
(4a)采用基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法，分别计算虚拟网络请求中虚拟节点的归一化综合资源需求IRR、当前底层物理网络中备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力IRCC、备选可编程物理节点映射匹配因子；
所述基于距离与综合资源感知的虚拟节点映射的方法的具体步骤如下：
第一步，按照下式，计算每一个虚拟节点的归一化综合资源需求：
其中，IRR(nv)表示第nv个虚拟节点的归一化综合资源需求，Cv(nv)表示第nv个虚拟节点的资源需求，Cmax(NV)表示虚拟节点集合NV中的最大资源需求，∑表示求和操作，∈表示属于符号，L(nv)表示与第nv个虚拟节点相连的所有虚拟链路的集合，S(lv)表示第lv条虚拟链路所需的资源带宽，d(nv)表示第nv个虚拟节点的度，Smax(nv)表示与第nv个虚拟节点相连的所有虚拟链路中所需的带宽资源的最大值；
第二步，按照下式，计算每一个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力：
其中，IRCC(ns)表示第ns个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力，CS(ns)表示第ns个备选可编程物理节点的能力，NS表示底层备选可编程物理节点集合，Cmax(Ns)表示备选可编程物理节点集合中的最大能力，∑表示求和操作，ls表示底层物理网络中与第ns个备选可编程物理节点相连的物理链路的序号，∈表示属于符号，L(ns)表示与第ns个备选可编程物理节点相连的所有物理链路的集合，B(ls)表示第ls条物理链路中可用频谱块的数目，Save(ls)表示物理链路ls中连续频谱块的长度的平均值，d(ns)表示第ns个备选可编程物理节点的度，表示与第ns个备选可编程物理节点相连的物理链路集合L(ns)中可用频谱块的数目的最大值，表示与第ns个备选可编程物理节点相连的物理链路集合L(ns)中连续频谱块的长度的平均值；
第三步，从底层备选可编程物理节点集合NS中选取归一化综合资源承载能力IRCC最大的可编程物理节点，将所选取的归一化综合资源承载能力IRCC最大可编程物理节点作为虚拟映射的物理根节点
第四步，按照下式，计算每一个备选可编程物理节点映射匹配因子：
其中，表示第ns个备选可编程物理节点的映射匹配因子，IRCC(ns)表示第ns个备选可编程物理节点的归一化综合资源承载能力，表示物理根节点的归一化综合资源承载能力，e表示自然数指数，表示第nS个备选可编程物理节点到物理根节点的距离；
(4b)采用广度优先搜索方法，将虚拟网络请求的虚拟节点映射到备选底层物理网络可编程物理节点中；
所述广度优先搜索方法的具体步骤如下：
第一步，从虚拟节点集合NV中选取归一化综合资源需求IRR最大的虚拟节点，将所选取的归一化综合资源需求IRR最大虚拟节点作为虚拟网络的根节点
第二步，将虚拟网络的根节点作为广度优先搜索树的根节点，将广度优先搜索树的根节点标号Index为1，将广度优先搜索树的根节点的所有子节点按照综合资源需求IRR由大到小的顺序依次排列，将第i个虚拟节点的Index值计为i；
第三步，按照虚拟节点标号Index的值从小到大的顺序，将虚拟节点集合NV中的虚拟节点依次映射到当前底层物理网络备选可编程物理节点集合NS中映射匹配因子最大的可编程物理节点上；
(5)判断当前虚拟网络的所有虚拟节点是否都已经映射到物理网络中，若是，则执行步骤(6)，否则，执行步骤(4)；
(6)虚拟网络链路映射：
(6a)在底层物理网络中获取与虚拟网络中虚拟链路两端节点对应的可编程物理节点间的备选物理路径集合；
(6b)按照下式，计算映射每一条虚拟链路时备选物理路径集合中所有备选物理路径的最紧匹配因子：
其中，λi(lv)表示在映射第lv条虚拟链路时，第i条备选物理路径的最紧匹配因子，Smini(P)表示第i条备选物理路径的最小连续频谱块长度，S(lv)表示第lv条虚拟链路需要的资源带宽，ε表示一个正数且ε→0；
(6c)使用基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法，进行链路映射；
所述基于可用空间最紧匹配的改进最短路径算法的具体步骤如下：
第一步，在每一条虚拟链路映射时将所有备选物理路径的最紧匹配因子作为备选物理路径的权值，采用迪杰斯特拉Dijkstra算法，求得与虚拟链路两端虚拟节点对应的可编程物理节点间的最短物理路径；
第二步，将虚拟链路映射到底层物理网络中与最短物理路径对应的物理链路上。
2.根据权利要求1所述的面向SDN的弹性光网络下的虚拟网络映射方法，其特征在于，步骤(3)中所述的资源约束的条件如下：
Cs(ns)≥Cv(nv)
其中，Cs(ns)表示可编程物理节点ns的能力，Cv(nv)表示虚拟节点nv的资源需求。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107666448B (zh) * 2017-09-30 2020-09-15 重庆邮电大学 一种时延感知下的5g虚拟接入网映射方法
CN109660376B (zh) * 2017-10-12 2022-09-02 中兴通讯股份有限公司 一种虚拟网络映射方法、设备和存储介质
CN108270684B (zh) * 2018-01-25 2021-03-30 重庆邮电大学 一种时频联合碎片感知的资源均衡虚拟光网络映射方法
CN108471358B (zh) * 2018-03-20 2021-02-12 河北工程大学 一种基于最小生成树的虚拟网络保护性映射方法
CN110505539B (zh) * 2018-05-17 2021-10-26 中兴通讯股份有限公司 物理光网络虚拟化映射方法、装置、控制器及存储介质
CN108923979B (zh) * 2018-07-11 2021-04-23 重庆邮电大学 软件定义网络虚拟网络映射方法
CN109995435B (zh) * 2019-01-31 2022-09-23 全球能源互联网研究院有限公司 一种基于多纤芯光网络的虚拟网络映射方法及系统
CN111182037B (zh) * 2019-12-13 2022-02-25 中国联合网络通信集团有限公司 一种虚拟网络的映射方法和装置
CN111327708B (zh) * 2020-03-10 2021-11-26 公安部第三研究所 一种基于拓扑感知的光网络虚拟映射方法
CN111953522B (zh) * 2020-07-20 2022-05-03 重庆邮电大学 一种软件光网络控制器部署方法及存储介质
CN112688848B (zh) * 2020-12-17 2021-12-21 北京邮电大学 一种异构虚拟网络映射方法及系统
CN113078942B (zh) * 2021-04-06 2023-09-12 重庆邮电大学 一种基于相关光路资源感知的生存性虚拟网络映射方法
CN113115139B (zh) * 2021-04-23 2022-10-28 北京智芯微电子科技有限公司 基于网络容器的光网络虚拟化系统及业务映射方法
CN113630792B (zh) * 2021-07-19 2023-09-19 西安电子科技大学 一种流量负载均衡广度优先搜索优化方法、系统、设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9832168B2 (en) * 2014-07-01 2017-11-28 Cable Television Laboratories, Inc. Service discovery within multi-link networks
CN104486194B (zh) * 2014-12-12 2019-02-22 北京邮电大学 一种多可靠性等级虚拟网络控制系统和方法
CN104993941B (zh) * 2015-05-14 2018-07-03 西安电子科技大学 一种基于Openflow网络高容错性虚拟网络映射算法
CN105262669A (zh) * 2015-12-01 2016-01-20 电子科技大学 一种虚拟网络映射方法
CN105515987B (zh) * 2015-12-02 2018-11-13 西安电子科技大学 一种基于sdn架构面向虚拟光网络的映射方法

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