CN110401979A - 一种基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，该方法包括以下步骤：(1)构建一个底层网络；(2)构建一组虚拟网络；(3)将构建的所述底层网络分割为M个等级；(4)将一个虚拟网络节点映射在符合节点映射条件的所述当前映射底层网络级别上的一个小型网络；(5)节点映射成功的所述底层网络，根据被映射的底层节点寻找需要被虚拟链路映射的最短的底层路径，进行链路映射。本发明降低分割复杂度；可以缩短链路映射的底层路径距离，减少映射成本；本发明将虚拟网络均匀分布在不同底层小型网络上，可以均衡底层网络负载，提高底层网络资源利用率与映射成功率，从而增加收益。

Description

一种基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法
技术领域
本发明涉及一种无线虚拟网络映射方法，具体涉及一种基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法。
背景技术
网络虚拟化技术，长期以来已经成为一项研究重点，其主要思想是将传统的网络分离成两个部分：底层网络和虚拟网络。其中，底层网络提供服务所需的资源，如节点计算资源、链路带宽资源等；虚拟网络用于提供服务。当有服务需求，虚拟网络根据服务所需资源向底层网络发出请求，底层网络根据剩余资源将自身资源合理分配给虚拟网络。待虚拟网络服务结束，释放其在底层网络上占用的资源。如此可以提高网络资源的利用率。此资源分配过程即为映射。
针对目前常用的两阶段虚拟网络映射方法，当多个虚拟网络同时映射在一个底层网络上，特别当映射负载接近饱和时，通常会出现以下问题：
1、由于节点映射是根据底层网络节点剩余资源量和虚拟网络节点请求资源排序进行映射的，映射时并未考虑底层节点之间的距离，部分底层节点之间存在连接又相距很远，映射时占用更多的底层链路资源，从而导致映射成本提高。
2、底层网络中，某两个节点之间的最短路径是固定的，若多个虚拟网络链路映射在此条路径上，会导致此条路径上的链路负载急剧增加，而其它非最短路径上的链路处于空负载状态。最终因为个别底层链路负载饱和，导致整个底层网络无法被映射，且底层负载不均衡，资源利用率较低。
在虚拟网络映射的网络分割问题的研究中，目前主流的方法是针对规模较大的虚拟网络进行分割，但由于一个虚拟网络即一个服务，属于一个整体，在进行网络分割的时候必须考虑分割后子网络之间的连接性问题，所以分割方法较为复杂。
另外，由于无线终端的普及，无线网络逐步开始与网络虚拟化技术结合，形成具有无线传输特性的虚拟化网络。考虑到无线传输存在干扰等特性，无线链路不能充分利用链路资源，所以在无线虚拟网络映射中，需要考虑无线链路干扰对链路资源分配造成的影响。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，该方法降低了网络分割复杂度，解决了链路映射距离长，映射成本高，底层网络负载不均衡，映射成功率低的问题。
技术方案：本发明所述的基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，该方法包括以下步骤：
(1)根据底层网络节点数、底层节点资源范围、底层节点间连接比和底层链路带宽资源范围，构建一个底层网络；
(2)根据虚拟网络的节点个数范围、虚拟节点请求资源范围、虚拟节点间连接比和虚拟链路请求带宽资源范围，构建一组虚拟网络；
(3)将构建的所述底层网络分割为M个等级，在第i个等级上，其中，1≤i≤M，分割后的小型网络总数为2i-1，且保证第M级底层网络中的每个所述小型网络节点个数大于一个所述虚拟网络节点个数范围上限，且小于或等于两个所述虚拟网络节点个数范围上限；
(4)将当前映射底层网络级别初始化为M，将一个所述虚拟网络节点映射在符合节点映射条件的所述当前映射底层网络级别上的一个小型网络，若当前级别所有所述小型网络均不符合映射条件，则提高一个底层网络级别再次进行节点映射；若当前级别达到级别最高的第1级，仍不满足节点映射条件，则所述虚拟网络节点映射失败，等待下一个虚拟网络请求到达；
(5)节点映射成功的所述底层网络，根据被映射的底层节点寻找需要被虚拟链路映射的最短的底层路径，若所述底层路径上的链路全部满足链路映射条件，则链路映射成功；否则，转至步骤(4)换一个底层小型网络重新进行节点映射。
优选的，步骤(3)中，所述将构建的所述底层网络分割，具体分割方法为：
(31)将所述步骤(1)构建的所述底层网络记为第1级底层网络，从所述第1级底层网络中选取两个底层节点作为核心节点；
(32)根据所述第1级底层网络上所有底层节点到所述核心节点的距离进行判断，将距离某一所述核心节点最近的底层节点划分为所述核心节点所在区域，若距离相等，则随机划分到任何区域；并且使所述核心节点到自己所在区域中的所有节点的距离均值比区域中其他任何底层节点到该区域中所有节点的距离均值小；由此将第1级底层网络分割为由两个所述小型网络组成的第2级底层网络；
(33)将第2级底层网络上的每个所述小型网络以步骤(32)的方法分别进行分割，依次类推，分割到第M级底层网络，使第M级底层网络上分割而成的小型网络节点个数大于一个虚拟网络节点个数范围上限，且小于或等于两个虚拟网络节点个数范围上限，记录各级所述底层网络上底层节点所在的小型网络。
优选的，步骤(4)中，所述将一个所述虚拟网络节点映射在符合节点映射条件的所述当前映射底层网络级别上的一个小型网络，映射方法包括：
(41)将每一级上的所有底层节点记录为映射候选节点，则共有M组映射候选节点，将第M级设为当前网络映射级别；
(42)将所述当前网络映射级别对应的底层网络中所述映射候选节点按照剩余节点资源由大到小排序，选择剩余节点资源最大的所述底层节点，并找到所述底层节点所在当前级别中的小型网络，所述小型网络即为被虚拟网络映射的区域；
(43)将被虚拟网络映射的区域中的底层节点按照剩余节点资源量由大到小排序，将请求到达的虚拟网络上的虚拟节点按照节点请求资源量由大到小进行排序，并依次判断所述被虚拟网络映射的区域中的底层节点是否全部满足所述节点映射条件；
(44)若全部满足节点映射条件，则进行节点映射，否则将当前网络映射级别上被选中的所述小型网络中的所有底层节点从本级映射候选节点中删除；若仍存在其他映射候选节点则继续选择所述小型网络进行节点映射，否则，将当前网络映射级别向上移一级，重新选择所述上一级的小型网络进行节点映射，若当前映射级别为第1级，且节点映射不成功，则本次虚拟网络映射失败，释放所述虚拟网络，等待下一个虚拟网络请求到达。
优选的，所述节点映射条件为：
虚拟节点请求资源不大于需要映射到的底层节点剩余资源，表示如下：
其中，nS为被映射的底层节点，CS_spare(nS)为底层节点的剩余资源，CS(nS)为底层节点资源，和表示第i和j个虚拟节点，为第i个虚拟节点的请求资源，为第j个虚拟节点的请求资源；
并且同一个虚拟网络上的不同节点不能映射在同一个底层网络的同一个节点上。
优选的，步骤(5)中，所述链路映射条件表示为：
其中，为虚拟网络上第i条链路请求带宽资源，为第a条底层链路上剩余带宽资源，为底层链路上带宽资源，pS为虚拟链路所映射的底层路径，β为无线链路干扰因子。
进一步的，步骤(5)中，所述根据被映射的底层节点寻找需要被虚拟链路映射的最短的底层路径，所述寻找最短路径的方法为：
(51)将所有有连接的底层网络节点间的距离初始设置为1，无连接设置为0；当底层链路被映射，当前所述底层链路带宽负载为所述底层链路带宽资源为则更新所述底层链路两端的底层节点间距离为
其中，α为链路连接状态影响因子；β为无线链路干扰因子；
(52)采用Dijkstra算法，根据所有相邻底层节点间距离，求出需要映射的虚拟链路两端的虚拟节点所对应的两个底层节点之间当前的最短路径。
优选的，所述链路连接状态影响因子α范围为[0.01,10]。
优选的，所述无线链路干扰因子β范围为[0,1]。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、本发明针对底层网络进行分割，在同一级别分割后的小型网络上，可以认为小型网络之间相互独立，降低分割复杂度；2、本发明将虚拟网络映射在分割的底层小型网络上，可以缩短链路映射的底层路径距离，减少映射成本；3、本发明将虚拟网络均匀分布在不同底层小型网络上，并将链路负载加入最短路径选择当中，可以均衡底层网络负载，提高底层网络资源利用率与映射成功率，从而增加收益。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的虚拟网络映射的示意图；
图2为本发明所述的虚拟网络映射流程图；
图3为本发明所述的底层网络分割示意图；
图4为本发明所述的寻找最短路径示意图。
具体实施方式
如图1所示，首先通过一个例子来说明虚拟网络通过映射过程占用底层网络节点资源和带宽资源的过程，图中A网络是指虚拟网络，B网络为底层网络，将底层网络B 分割成左右两个小型网络，左边小型网络有4个底层节点，右边小型网络有3个底层节点；寻找底层网络中节点资源最大的节点，即底层节点资源为19的节点作为第一个被映射的节点，由于此节点属于左边的小型网络，所以确定虚拟网络映射在左边小型网络区域上，并将左边小型网络上节点按照底层节点剩余资源由大到小进行排序，确定底层网络按照节点资源分别为19、16、14、13所对应的节点顺序进行排序；根据虚拟节点请求资源由大到小进行排序，确定虚拟节点按照请求资源分别为5、4、3对应的节点顺序进行映射；将请求资源为5的虚拟节点映射在资源为19的底层节点上，映射后此底层节点的剩余节点资源为19-5＝14；再将请求资源为4的虚拟节点映射在资源为16的底层节点上，映射后此底层节点的剩余节点资源为16-4＝12；最后将请求资源为3的虚拟节点映射在资源为14的底层节点上，映射后此底层节点的剩余节点资源为14-3＝11；再将虚拟链路映射在对应的节点间底层链路上，即将请求资源为5和4的虚拟节点之间的虚拟链路映射在对应的节点资源为19和16的底层节点之间的底层链路上映射后的底层链路剩余带宽资源为10-3＝7；以此类推进行映射。
具体的，如图2所示，本发明所述的方法包括以下步骤：
步骤1、根据底层网络节点数、底层节点资源范围、底层节点间连接比和底层链路带宽资源范围，构建一个底层网络；
在本发明的一实施例中，底层网络用GS＝(NS,LS)表示，其中NS表示底层节点集合，LS表示底层链路集合；用CS(nS)表示底层节点nS的节点资源，用BWS(lS)表示底层链路 lS的链路带宽资源。
根据底层无线网络节点数|NS|、底层节点资源CS(nS)的范围、底层节点间连接比σS，优选的σS∈[0.05,0.5]和底层链路带宽资源BWS(lS)的范围，构建一个底层无线网络无向图。
步骤2、根据虚拟网络的节点个数范围、虚拟节点请求资源范围、虚拟节点间连接比和虚拟链路请求带宽资源范围，构建一组虚拟网络；
在本发明的一实施例中，虚拟网络用GV＝(NV,LV)表示，其中NV表示虚拟节点集合，LV表示虚拟链路集合；用CV(nV)表示虚拟节点nV的节点请求资源，用BWV(lV)表示虚拟链路lV的链路请求带宽资源。
根据虚拟网络节点个数|NV|的范围、虚拟节点请求资源CV(nV)的范围、虚拟节点间连接比σV，优选的，σV∈[0.2,0.8]和虚拟链路请求带宽资源BWV(lV)的范围，构建一组虚拟网络无向图。
步骤3、将构建的底层网络分割为M个等级，在第i个等级上，其中，1≤i≤M，分割后的小型网络总数为2i-1，且保证第M级底层网络中的每个所述小型网络节点个数大于一个所述虚拟网络节点个数范围上限，且小于或等于两个所述虚拟网络节点个数范围上限。
分割过程如图3所示，网络C、D和E分别代表第一级底层网络、第二级底层网络和第三级底层网络，其中a和b是指第二级底层网络分割后的小型网络1和小型网络2， c、d和e、f是指第三级底层网络分割后的小型网络1、小型网络2、小型网络3以及小型网络4，第1级底层网络为原底层网络，此级别上小型网络总个数为1；将底层网络上相距最远的两个底层节点作为核心节点，把两个核心节点到其它所有底层节点的距离进行比较，将底层节点归类到相距最近的一个核心节点所在的小型网络上，若两距离相等，则随机分配到任意一个小型网络中；寻找每个小型网络中，到所有底层节点的距离均值最小的节点，将此节点更新为当前小型网络上的核心节点；再次根据距离将底层节点划分到各自核心节点所在的小型网络上，且更新每个小型网络上的核心节点，直至核心节点不再变动；以此分割出2级底层网络上的两个小型网络，并确定每个小型网络上的核心节点；
同理，将第2级底层网络上的两个小型网络分别进行分割，成为由四个小型网络组成的3级底层网络；依次类推，分割到M级底层网络，使M级底层网络中单个小型网络节点个数大于一个|NV|上限，且小于或等于两个|NV|上限。
步骤4、将一个所述虚拟网络节点映射在符合节点映射条件的所述当前映射底层网络级别上的一个小型网络，若当前级别所有所述小型网络均不符合映射条件，此时可能出现当前级别上每个小型网络都有个别节点存在资源空余状态，则提高一个底层网络级别，扩大小型网络范围，使原本分散在低级别不同小型网络上的个别存在资源空余状态的底层节点，合并在同一个当前级别的小型网络上，再次进行节点映射，以充分利用底层节点资源；若当前级别达到级别最高的第1级，仍不满足节点映射条件，则所述虚拟网络节点映射失败，等待下一个虚拟网络请求到达。
在本发明的一实施例中，节点映射用表示，其中m∈[1,M]为当前底层网络级别，为当前级别上的映射候选底层节点集合；
节点映射条件1为虚拟节点请求资源不大于需要映射到的底层节点剩余资源，用公式表示如下：
且
其中，nS为被映射的底层节点，CS_spare(nS)为底层节点的剩余资源，CS(nS)为底层节点资源，和表示第i和j个虚拟节点，为第i个虚拟节点的请求资源，为第j个虚拟节点的请求资源。
节点映射条件2为同一个虚拟网络上的不同节点不能映射在同一个底层网络的同一个节点上。
节点映射过程为：
首先，将每一级上的所有底层节点记录在映射候选底层节点集合中， m＝1,2,…,M，总共有M个映射候选底层节点集合，先将m设置初始值为M。
其次，将中候选节点按照剩余节点资源由大到小排序，选择剩余资源最大的底层节点，并找到此底层节点所在的当前m级中的小型网络，此小型网络即为被虚拟网络映射的区域。
然后，将上述确定的小型网络中的底层节点按照剩余节点资源量由大到小排序；再将请求到达的虚拟网络上的虚拟节点按照节点请求资源量由大到小进行排序，并依次判断虚拟节点是否全部满足节点映射条件。
最后，若全部满足节点映射条件，则节点映射成功，进入下一步，开始链路映射，否则将当前m级上被选中的小型网络中的所有底层节点从本级映射候选底层节点集合中删除；若中仍存在其他候选节点则继续选择小型网络进行节点映射，否则，将当前网络映射级别向上移一级，即设置当前m为原m-1，重新选择小型网络进行节点映射；若当前级别为1级，且节点映射不成功，则本次虚拟网络映射失败，释放此虚拟网络，等待下一个虚拟网络请求到达。
步骤5、节点映射成功的所述底层网络，根据被映射的底层节点寻找需要被虚拟链路映射的最短的底层路径，若所述底层路径上的链路全部满足链路映射条件，则链路映射成功；否则，转至步骤(4)换一个底层小型网络重新进行节点映射。
链路映射用MapL:LV→PS表示，其中，PS表示虚拟链路映射在底层网络上的路径集合，每条底层路径pS(pS∈PS)均由一条或多条底层链路连接而成；
链路映射条件为虚拟链路请求带宽资源不大于所映射到的底层路径上任意一条底层链路的剩余带宽资源，用公式表达如下：
其中，为虚拟链路请求带宽资源，为当前被映射的底层链路剩余带宽资源，为底层链路上带宽资源，和表示第i和j条虚拟链路，表示第a条底层链路，β∈[0,1]为无线链路干扰因子，β值越大，底层链路所受干扰越严重。
底层链路的负载归一化用表示：
为了方便计算，本发明使用矩阵形式对网络数据进行更新与处理。
底层链路连接状态表用矩阵表示，其大小为|NS|×|NS|；定义为矩阵的第 i行第j列元素，表示底层节点i和底层节点j之间有链路连接，则表示两节点之间无连接。
底层链路实时负载归一化状态表用矩阵表示，其大小与相同；定义为矩阵的第i行第j列元素，其值表示当前底层链路的负载归一化LoadL(lS)。
根据底层链路连接状态表和当前负载归一化状态表整理出当前底层链路表
其中α∈[0.01,10]表示链路连接状态影响因子。
根据虚拟网络节点之间链路的连接状态，确定哪些被映射的底层节点需要进行底层路径的连接，并通过底层链路表使用Dijkstra算法计算最短路径；若所有路径上的虚拟链路均满足映射条件，则进行链路映射，虚拟网络映射完毕；否则链路映射不成功，返回到节点映射，选择其他小型网络进行节点映射和链路映射。
以图4中的数据为例，Dijkstra算法计算最短路径的具体步骤包括：
寻找底层节点A到底层节点D的最短路径；首先从节点A出发，记录其到所有相邻节点的链路距离作为节点A到当前节点的最短路径距离，图中底层节点A的相邻节点有B和C，所以记录当前节点B的最短路径距离为w2，记录当前节点C的最短路径距离为w1，选择最短路径距离值最小的节点进行下一步研究，
假设w1<w2，即选择底层节点C；记录节点C的相邻节点的最短路径距离，其中节点E的最短路径距离为w1+w4，先前记录的节点B的最短路径距离为w2，此时比较 w2与w1+w3，选择最小值作为当前节点B的最短路径距离，假设w1+w3<w2，则更新当前节点B的最短路径距离为w1+w3；由于节点E无其他相邻节点，则不予讨论；记录节点B的相邻节点的最短路径距离，即记录节点D的最短路径距离为节点B的最短路径距离与节点B、D之间链路距离之和为w1+w3+w5；由此确定底层节点A到底层节点D的最短路径距离为w1+w3+w5，最短路径为A-C-B-D。

Claims (8)

1.一种基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)根据底层网络节点数、底层节点资源范围、底层节点间连接比和底层链路带宽资源范围，构建一个底层网络；
(2)根据虚拟网络的节点个数范围、虚拟节点请求资源范围、虚拟节点间连接比和虚拟链路请求带宽资源范围，构建一组虚拟网络；
(3)将构建的所述底层网络分割为M个等级，在第i个等级上，其中，1≤i≤M，分割后的小型网络总数为2i-1，且保证第M级底层网络中的每个小型网络节点个数大于一个所述虚拟网络节点个数范围上限，且小于或等于两个所述虚拟网络节点个数范围上限；
(4)将当前映射底层网络级别初始化为M，将一个虚拟网络节点映射在符合节点映射条件的所述当前映射底层网络级别上的一个小型网络，若当前级别所有小型网络均不符合映射条件，则提高一个底层网络级别再次进行节点映射；若当前级别达到级别最高的第1级，仍不满足节点映射条件，则所述虚拟网络节点映射失败，等待下一个虚拟网络请求到达；
(5)节点映射成功的所述底层网络，根据被映射的底层节点寻找需要被虚拟链路映射的最短的底层路径，若所述底层路径上的链路全部满足链路映射条件，则链路映射成功；否则，转至步骤(4)换一个底层小型网络重新进行节点映射。
2.根据权利要求1所述的基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，其特征在于，步骤(3)中，所述将构建的所述底层网络分割，具体分割方法为：
(31)将所述步骤(1)构建的所述底层网络记为第1级底层网络，从所述第1级底层网络中选取两个底层节点作为核心节点；
(32)根据所述第1级底层网络上所有底层节点到所述核心节点的距离进行判断，将距离某一所述核心节点最近的底层节点划分为所述核心节点所在区域，若距离相等，则随机划分到任何区域；并且使所述核心节点到自己所在区域中的所有节点的距离均值比区域中其他任何底层节点到该区域中所有节点的距离均值小；由此将第1级底层网络分割为由两个所述小型网络组成的第2级底层网络；
(33)将第2级底层网络上的每个所述小型网络以步骤(32)的方法分别进行分割，依次类推，分割到第M级底层网络，使第M级底层网络上分割而成的小型网络节点个数大于一个虚拟网络节点个数范围上限，且小于或等于两个虚拟网络节点个数范围上限，记录各级所述底层网络上底层节点所在的小型网络。
3.根据权利要求1所述的基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，其特征在于，步骤(4)中，所述将一个所述虚拟网络节点映射在符合节点映射条件的所述当前映射底层网络级别上的一个小型网络，映射方法包括：
(41)将每一级上的所有底层节点记录为映射候选节点，则共有M组映射候选节点，将第M级设为当前网络映射级别；
(42)将所述当前网络映射级别对应的底层网络中所述映射候选节点按照剩余节点资源由大到小排序，选择剩余节点资源最大的所述底层节点，并找到所述底层节点所在当前级别中的小型网络，所述小型网络即为被虚拟网络映射的区域；
(43)将被虚拟网络映射的区域中的底层节点按照剩余节点资源量由大到小排序，将请求到达的虚拟网络上的虚拟节点按照节点请求资源量由大到小进行排序，并依次判断所述被虚拟网络映射的区域中的底层节点是否全部满足所述节点映射条件；
(44)若全部满足节点映射条件，则进行节点映射，否则将当前网络映射级别上被选中的所述小型网络中的所有底层节点从本级映射候选节点中删除；若仍存在其他映射候选节点则继续选择所述小型网络进行节点映射，否则，将当前网络映射级别向上移一级，重新选择所述上一级的小型网络进行节点映射，若当前映射级别为第1级，且节点映射不成功，则本次虚拟网络映射失败，释放所述虚拟网络，等待下一个虚拟网络请求到达。
4.根据权利要求1或3所述的基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，其特征在于，所述节点映射条件为：
虚拟节点请求资源不大于需要映射到的底层节点剩余资源，表示如下：
其中，nS为被映射的底层节点，CS_spare(nS)为底层节点的剩余资源，CS(nS)为底层节点资源，和表示第i和j个虚拟节点，为第i个虚拟节点的请求资源，为第j个虚拟节点的请求资源；
并且同一个虚拟网络上的不同节点不能映射在同一个底层网络的同一个节点上。
5.根据权利要求1所述的基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，其特征在于，步骤(5)中，所述链路映射条件表示为：
其中，为虚拟网络上第i条链路请求带宽资源，为第a条底层链路上剩余带宽资源，为底层链路上带宽资源，pS为虚拟链路所映射的底层路径，β为无线链路干扰因子。
6.根据权利要求1所述的基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，其特征在于，步骤(5)中，所述根据被映射的底层节点寻找需要被虚拟链路映射的最短的底层路径，所述寻找最短路径的方法为：
(51)将所有有连接的底层网络节点间的距离初始设置为1，无连接设置为0；当底层链路被映射，当前所述底层链路带宽负载为所述底层链路带宽资源为则更新所述底层链路两端的底层节点间距离为
其中，α为链路连接状态影响因子；β为无线链路干扰因子；
(52)采用Dijkstra算法，根据所有相邻底层节点间距离，求出需要映射的虚拟链路两端的虚拟节点所对应的两个底层节点之间当前的最短路径。
7.根据权利要求6所述的基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，其特征在于，所述链路连接状态影响因子α范围为[0.01,10]。
8.根据权利要求5或6所述的基于底层网络分割的无线虚拟网络映射方法，其特征在于，所述无线链路干扰因子β范围为[0,1]。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103457752A (zh) * 2012-05-30 2013-12-18 中国科学院声学研究所 一种虚拟网络映射方法
US20150036541A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Tsinghua University Inter-domain virtual network mapping method and system and inter-domain virtual network
CN105049315A (zh) * 2015-08-07 2015-11-11 浙江大学 一种基于虚拟网络分割的虚拟网络改进映射方法
CN107277832A (zh) * 2017-06-12 2017-10-20 重庆邮电大学 一种无线虚拟网络的映射方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103457752A (zh) * 2012-05-30 2013-12-18 中国科学院声学研究所 一种虚拟网络映射方法
US20150036541A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Tsinghua University Inter-domain virtual network mapping method and system and inter-domain virtual network
CN105049315A (zh) * 2015-08-07 2015-11-11 浙江大学 一种基于虚拟网络分割的虚拟网络改进映射方法
CN107277832A (zh) * 2017-06-12 2017-10-20 重庆邮电大学 一种无线虚拟网络的映射方法

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