CN111182037A - 一种虚拟网络的映射方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种虚拟网络的映射方法和装置，涉及通信领域，能够提高虚拟网络映射时的网络资源利用率。该方法包括：获取虚拟网络中虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟链路的带宽资源需求；确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；权重至少用于指示目标虚拟节点映射到第一物理节点，对于目标虚拟节点所在虚拟链路成功映射到物理网络中的重要程度；目标虚拟节点为虚拟网络中的任一个虚拟节点；第一物理节点为目标虚拟节点可映射的任一个物理节点；将权重最大的第一物理节点确定为目标虚拟节点的映射节点；按照虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行满足预设条件的由和带宽资源分配。

Description

一种虚拟网络的映射方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种虚拟网络的映射方法和装置。

背景技术

在现代社会，随着大数据，云计算的飞速发展，通信的业务已经发生了很大的变化，很多情况不是点对点的通信，而是多点间的通信。如何进一步提高网络资源的利用效率，是通信领域的一大研究问题。现有网络设计最初的目的是实现端到端的互联，如果应用现有的架构，则难以适应新业务的发展。所以对网络进行革命性的变化是解决问题的关键。网络虚拟化是其中重要的一环。通过网络虚拟化进行资源抽象，利用提供的接口为业务服务。网络虚拟化为网络的发展指明方向的同时，也对涉及的诸多技术提出了新的挑战。底层的物理资源被抽象化为了虚拟资源，这些资源被控制层统一调配，以虚拟网络业务的形式部署在了物理网络中，为动态的业务请求服务。

所以网络虚拟化过程中，抽象资源如何分配(虚拟网络映射)是一个需要重点解决的问题。在实际的物理网络中，物理节点的资源和物理节点间的物理链路的资源都是有限的。应用高效的虚拟网络映射算法，满足虚拟网络的节点需求和带宽需求即虚拟节点的带宽需求和虚拟节点之间链路的带宽需求，运营商才可以在有限资源的情况下，为更多的业务服务，从而增加营收。目前的虚拟网络映射算法中，多是在虚拟节点可映射的物理节点中选择了具有最大资源的物理节点进行映射，这种情况下只能保证虚拟节点可以映射成功，当某个虚拟链路对应的物理路径跳数过多时不能保证该物理路径可以满足该虚拟链路的带宽需求，也就是说该虚拟链路会映射失败，可能存在虚拟网络只有一部分虚拟链路可以映射到物理网络中，所以这种选择方式对于网络资源的利用率是较低的。

发明内容

本发明的实施例提供一种虚拟网络的映射方法和装置，用于提高虚拟网络映射时的网络资源利用率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种虚拟网络的映射方法，包括：首先获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求；然后确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；权重至少用于指示目标虚拟节点映射到第一物理节点，对于目标虚拟节点所在的虚拟链路成功映射到由所有物理节点构成的物理网络中的重要程度；目标虚拟节点为虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；第一物理节点为目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个；再根据权重从所有第一物理节点中确定目标虚拟节点的映射节点；最后按照虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。因为在确定虚拟节点需要映射的映射节点时，考量了其可映射的物理节点的权重，而权重又能反映当使用该物理节点作为映射节点时对于后续虚拟链路的成功映射重要性，所以在根据权重选取目标虚拟节点的映射节点时，选择映射节点会增加后续整个虚拟网络映射成功的概率，而虚拟网络映射的越成功，其能承载的业务也就越多，那么对于虚拟网络对应的物理网络的资源利用率也就越高。

第二方面，提供一种虚拟网络的映射装置，包括：获取模块，用于获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求；处理模块，用于确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；权重至少用于指示目标虚拟节点映射到第一物理节点，对于目标虚拟节点所在的虚拟链路映射到由获取模块获取的所有物理节点构成的物理网络中的重要程度；目标虚拟节点为虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；第一物理节点为获取模块获取的目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个；处理模块还用于根据权重从所有第一物理节点中确定目标虚拟节点的映射节点；分配模块，用于按照获取模块获取的虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对处理模块确定的虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。

第三方面，提供一种虚拟网络的映射装置，包括存储器、处理器、总线和通信接口；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接；当虚拟网络的映射装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使虚拟网络的映射装置执行如第一方面提供的虚拟网络的映射方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括计算机执行指令，当计算机执行指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面提供的虚拟网络的映射方法。

本申请提供的虚拟网络的映射方法和装置，该方法包括：首先获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求；然后确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；权重至少用于指示目标虚拟节点映射到第一物理节点，对于目标虚拟节点所在的虚拟链路成功映射到由所有物理节点构成的物理网络中的重要程度；目标虚拟节点为虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；第一物理节点为目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个；再根据权重从所有第一物理节点中确定目标虚拟节点的映射节点；最后按照虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。本申请提供的技术方案，首先计算了虚拟节点可映射的物理节点的权重，而后根据权重选取了适合的物理节点作为虚拟节点的映射节点，因为这里的权重是能反映当使用该物理节点作为映射节点时对于后续虚拟链路的成功映射重要性的参数，相当于也考虑了该虚拟节点相邻的虚拟节点的映射情况，所以在根据该权重选取虚拟节点的映射节点后，将整个虚拟网络中的虚拟链路的两端节点都选择前述方式选取的对应的映射节点作为映射对应，会增加后续整个虚拟网络映射成功的概率；而虚拟网络映射的越成功，就能更好的承载的业务，同等条件下能够承载的业务也就越多，那么对于虚拟网络对应的物理网络的资源利用率也就越高。所以本申请提供的技术方案，能够提高虚拟网络映射时的网络资源利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的；

图2为本申请提供的一种虚拟网络的映射方法的流程示意图；

图3为本申请提供的另一种虚拟网络的映射方法的流程示意图；

图4为本申请提供的一种虚拟网络和其待映射的物理网络的结构示意图；

图5为本申请提供的再一种虚拟网络的映射方法的流程示意图；

图6为本申请提供的又一种虚拟网络的映射方法的流程示意图；

图7为本申请提供的一种虚拟网络的映射装置的结构示意图；

图8为本申请提供的另一种虚拟网络的映射装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请中的附图，对本申请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。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

还需要说明的是，本申请中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

为了便于清楚描述本申请的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

随着大数据和云计算的飞速发展，通信业务的种类越来越繁杂，为了更好的利用网络资源，网络虚拟化是一个有效手段。而在网络虚拟化中，如何将虚拟网络的虚拟节点和虚拟链路有效的映射到实际的物理网络中，是一个需要重点解决的问题。目前的虚拟网络映射算法中，大多是在虚拟节点可映射的物理节点中选择了具有最大资源的物理节点进行映射，这样并不能很好对虚拟网络进行映射，其对于网络资源的利用率也是较低的。

因为本申请提供一种虚拟网络的映射方法，能够提高虚拟网络映射时的网络资源利用率。本申请提供的虚拟网络映射方法应用于如图1所示的系统架构中，该系统架构包括:网管设备01、用户终端02和物理网络03；其中物理网络03包括A-F六个物理节点，物理节点实际中可以是服务器、交换机、路由器等构成物理网络的设备。

其中，网管设备01,用于接收用户终端02发送的业务请求，网管设备01根据该业务请求确定其对应业务所需的虚拟网络以及虚拟网络中各虚拟节点对应的物理节点构成的物理网络；然后在确定虚拟节点可映射的物理节点的能够反映当虚拟节点映射到该物理节点上时，对后续虚拟链路成功映射的重要程度的权重，再根据该权重便可以为每个虚拟节点选择合适的映射节点，而后便可以针对每一条虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，也就是对物理网络03进行配置，以使用户终端02需求的业务可以顺利承载在物理网络03上。

需要说明的是，实际中网管设备01所具备的功能还可以集成在物理网络03的人一个或多个物理节点上，所以上述网管设备01的功能也可以由物理网络03中任一个或多个物理节点完成。

基于上述系统架构，参照图2所示，本发明实施例提供一种虚拟网络的映射方法，该方法可以由图1中所示的网管设备01或任一个或多个物理节点实施，该方法具备包括101-104：

101、获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求。

示例性的，虚拟节点可映射的物理节点要满足其剩余的计算资源大于虚拟节点的计算资源需求，所以在获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合时，可以从虚拟网络待映射的物理网络中，预分配给该虚拟节点的物理节点中，找到所有剩余计算资源大于虚拟节点的计算资源需求的物理节点作为该虚拟节点的可映射的物理节点。

102、确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重。

其中，权重至少用于指示目标虚拟节点映射到第一物理节点，对于目标虚拟节点所在的虚拟链路成功映射到由所有物理节点构成的物理网络中的重要程度；目标虚拟节点为虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；第一物理节点为目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个。

示例性的，参照图3所示，102步骤具体包括1021-1025：

1021、获取物理网络的网络拓扑信息。

其中，物理网络的拓扑信息至少包括物理网络中物理节点间的连接关系和物理网络中任意两个相连的物理节点之间的距离。

示例性的，以图4中的物理网络为例，该物理网络的网络拓扑信息除了包括图4中所示的各个物理节点(A、B、C、D、E和F)的连接关系以外(A与B、C和F相连，B与A、F和D相连，C与A、F和D相连，D与B、C和E相连，E与A和D相连，F与B和C相连)，还包括相连的两个物理节点的距离，具体为图4中两个物理节点的连线中的数字。例如物理节点A和物理节点B之间的距离为100。

1022、根据物理网络的网络拓扑信息，从物理网络中，选取以第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条第一路径。

其中，第二物理节点为虚拟网络中除目标虚拟节点以外的虚拟节点可映射的物理节点中的任一个。

示例性的，参照图4所示，其中的虚拟网络包括三个互相连接的虚拟节点即虚拟节点1、虚拟节点2和虚拟节点3,虚拟节点1可映射的物理节点为物理节点A和物理节点E，虚拟节点2可映射的物理节点为物理节点B和物理节点F，虚拟节点3可映射的物理节点为物理节点C和物理节点D；以物理网络中物理节点A为第一物理节点，物理节点C作为第二物理节点为例，K可以取A到C之间所有第一路径的总数量4，具体包括A-C、A-B-D-C、A-B-F-C和A-E-D-C；也可以取1-3中任意数值，此处不作具体限制。

可选的，因为在对虚拟网络映射时，尽量的节省物理网络的资源，所以要讲虚拟链路映射的物理路径设定的尽量短，以保证其他业务在物理网络上的使用，所以参照图5所示，1022步骤具体包括：

10221、根据物理网络的网络拓扑信息，利用预设最短路径算法从物理网络中选取，以第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条最短路径。

示例性的，预设最短路径算法可以为K条最短路径算法(K-shortest pathes，KSP)。

其中，K条最短路径包括:最短路径、第二短路径、…、第K-1短路径和第K短路径。

实际中，最短路径虽然是最优的，但是如果K取1即只取最短路径进行计算，则会存在偶然性即使得最后得到权重值是存在一定偶然的，没有广适性，所以一般会取前n(n大于1)条最短路径。另外，如果两个物理节点间的路径过多，也不能取太多的路径，因为会取到较长的路径，使得最终得到的路径存在长路径的影响，而为了节省资源，一般较长路径是最后才考虑的，所以实际中K一般取3。

示例性的，以图4所示的A作为第一物理节点，C作为第二物理节点，K取3为例，选取的3条最短路径分别为：最短路径A-C(长度400)，第二短路径A-E-D-C(长度550)，第三短路径A-B-F-C(长度850)。

10222、将最短路径确定为第一路径。

1023、根据虚拟节点可映射的物理节点的集合确定在虚拟网络中，与第一路径对应的第一虚拟链路。

其中，前述的第一物理节点对应第一虚拟链路上的起始虚拟节点，第二物理节点对应第一虚拟链路上的终止虚拟节点；K≥1且K∈N+。

示例性的，以图4所示的A作为第一物理节点，C作为第二物理节点为例，A-C对应的第一虚拟链路为图4中虚拟网络31中的虚拟链路1-3。

1024、确定第一虚拟链路映射到第一路径的成功率。

可选的，这里的成功率可以是长期工作一线的管理人员或运维人员根据经验得出，也可以是根据预设的机器学习模型得出，所以可选的，参照图5所示，1024具体包括10241-10242：

10241、获取第一路径的第一特征参数和第一虚拟链路的第二特征参数。

其中，第一特征参数和第二特征参数具体参照下表1所示。

表1

表1中各符号对应解释如下表2所示。

表2

其中，当第一物理节点对应的虚拟节点为i，第二物理节点对应的虚拟节点为j，第一物理节点为

第二物理节点为

第一路径为路径

第一虚拟链路为vl_i,j时，第一特征参数为表1中的序号5、序号6以及序号10-13，第二特征参数为序号1-4、序号7-9以及序号14-15。

10242、根据第一路径的第一特征参数和与第一虚拟链路的第二特征参数，依据预设成功率模型确定第一路径的成功率。

可选的的，参照图6所示，为了保证本申请提供的技术方案的顺利实施，10241步骤之前还包括(也可以是10242步骤之前，此处仅为示例，只要使得本申请提供的技术可以顺利实施即可，此处不作具体限制)S1-S2：

S1、获取历史虚拟网络映射数据。

历史虚拟网络映射数据包括：多个第二虚拟链路的第二特征参数、第二虚拟链路映射的第二路径的第一特征参数以及第二虚拟链路向第二路径映射的映射结果；映射结果包括映射成功和映射失败。

S2、根据历史虚拟网络映射数据，利用机器学习算法训练得到预设成功率模型。

示例性的，这里使用的机器学习算法可以为极端梯度提升,xgboost算法。

1025、将所有成功率的平均值确定为第一物理节点的权重。

示例性的，当第一物理节点对应的虚拟节点为i，第二物理节点对应的虚拟节点为j，第一物理节点为

第二物理节点为

第一路径为路径

第一虚拟链路为vl_i,j，预设成功率模型为f()为例，权重的表达式可以为：

其中，

为第一物理节点的权重，

为第一路径的第一特征参数和第一虚拟链路的第二特征参数；α为归一化因子，与第一物理节点的相关第一路径的数量相同，以图4所示的虚拟网络和物理网络，第一路径取三条最短路径为例，当第一物理节点为A，第一物理节相关的第一路径的相关信息参照下表3所示。

表3

根据上表3得出α为12，再结合上述权重的表达式可以得出物理节点A的权重为：

103、根据权重从所有第一物理节点中确定目标虚拟节点的映射节点。

可选的，参照图6所示，对应102步骤包括1021-1025,103步骤具体为103A：

103A、将权重最大的第一物理节点确定为目标虚拟节点的映射节点。

104、按照虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。

示例性的，预设条件包括：为虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间分配的路由路径中，任意相邻物理节点之间的物理链路的剩余带宽资源大于虚拟链路的带宽资源需求；当物理网络为弹性光网络(elastic optical network，EON)时，为虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间分配的带宽资源需满足频谱一致性和频谱连续性。示例性的，弹性光网络上的带宽资源是以频隙为最小单位的，EON为业务建立的光路会经过不同的链路，频谱一致性要求此业务在链路上占用的频隙的位置都是相同的；假设某个弹性光网络上存在10个时隙，现建立一条0→1→2上2个频隙的光路，在0→1上占用了0号和1号频隙，则在1→2也要上也要占用0号和1号频隙，这就是频谱一致性。而频谱连续性则要求业务在弹性光网络中占用的时隙是连续形式，例如(0,1)或者(1，2)这种。

本申请提供的虚拟网络的映射方法，该方法包括：首先获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求；然后确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；权重至少用于指示目标虚拟节点映射到第一物理节点，对于目标虚拟节点所在的虚拟链路成功映射到由所有物理节点构成的物理网络中的重要程度；目标虚拟节点为虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；第一物理节点为目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个；再根据权重从所有第一物理节点中确定目标虚拟节点的映射节点；最后按照虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。本申请提供的技术方案，首先计算了虚拟节点可映射的物理节点的权重，而后根据权重选取了适合的物理节点作为虚拟节点的映射节点，因为这里的权重是能反映当使用该物理节点作为映射节点时对于后续虚拟链路的成功映射重要性的参数，相当于也考虑了该虚拟节点相邻的虚拟节点的映射情况，所以在根据该权重选取虚拟节点的映射节点后，将整个虚拟网络中的虚拟链路的两端节点都选择前述方式选取的对应的映射节点作为映射对应，会增加后续整个虚拟网络映射成功的概率；而虚拟网络映射的越成功，就能更好的承载的业务，同等条件下能够承载的业务也就越多，那么对于虚拟网络对应的物理网络的资源利用率也就越高。所以本申请提供的技术方案，能够提高虚拟网络映射时的网络资源利用率。

参照图7所示，为了更好的实施上述实施例中提供的虚拟网络的映射方法，本申请还提供一种虚拟网络的映射装置70，相当于图1中的网管设备01或者物理网络03中的一个或多个物理节点，该装置包括：获取模块71、处理模块72和分配模块73；其中处理模块包括选取单元721、确定单元722、计算单元723和建模单元724。获取模块71用于执行上述实施例中的101步骤、1021步骤和S1步骤；处理模块72中，选取单元721用于执行上述实施例中的1022步骤、10221步骤和10222步骤，确定单元722用于指向上述实施例中的1023步骤、103步骤和103A步骤，计算单元723用于执行上述实施例中的1024步骤、10241步骤、10242步骤和1025步骤，建模单元用于执行上述实施例中的S2步骤；分配模块用于执行上述实施例中的104步骤；102步骤具体由获取模块71和处理模块72合作执行。

具体的，获取模块71，用于获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求。

处理模块72，用于确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；权重至少用于指示目标虚拟节点映射到第一物理节点，对于目标虚拟节点所在的虚拟链路映射到由获取模块71获取的所有物理节点构成的物理网络中的重要程度；目标虚拟节点为虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；第一物理节点为获取模块71获取的目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个。

处理模块72还用于根据权重从所有第一物理节点中确定目标虚拟节点的映射节点。

分配模块73，用于按照获取模块71获取的虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对处理模块72确定的虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。

获取模块71还用于获取物理网络的网络拓扑信息；物理网络的拓扑信息至少包括物理网络中物理节点间的连接关系和物理网络中任意两个相连的物理节点之间的距离。

选取单元721，用于根据获取模块71获取的物理网络的网络拓扑信息，从物理网络中，选取以第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条第一路径；第二物理节点为虚拟网络中除目标虚拟节点以外的虚拟节点可映射的物理节点中的任一个。

确定单元722，用于根据获取模块71获取的虚拟节点可映射的物理节点的集合确定在虚拟网络中，与选取单元721选取的第一路径对应的第一虚拟链路；第一物理节点对应第一虚拟链路上的起始虚拟节点，第二物理节点对应第一虚拟链路上的终止虚拟节点；K≥1且K∈N+。

计算单元723，用于确定确定单元722确定的第一虚拟链路映射到选取单元721选取的第一路径的成功率。

计算单元723还用于将所有成功率的平均值确定为第一物理节点的权重。

进一步的，选取单元721具体用于：根据获取模块71获取的物理网络的网络拓扑信息，利用预设最短路径算法从物理网络中选取，以第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条最短路径；K条最短路径包括:最短路径、第二短路径、…、第K-1短路径和第K短路径；将最短路径确定为第一路径。

进一步的，计算单元723具体用于：获取选取单元721选取的第一路径的第一特征参数和确定单元722确定的第一虚拟链路的第二特征参数；第一特征参数至少包括：第一路径的源节点的剩余计算资源、第一路径的目的节点的剩余计算资源、第一路径的跳数、第一路径的长度、第一路径的平均剩余带宽和第一路径的最小剩余带宽；第二特征参数至少包括：第一虚拟链路的源节点向与其对应的第一路径的源节点的映射结果、第一虚拟链路的目的节点向与其对应的第一路径的目的节点的映射结果、第一虚拟链路的源节点的计算资源需求和与第一虚拟链路对应的第一路径的源节点的剩余计算资源的比值、第一虚拟链路的目的节点的计算资源需求和与第一虚拟链路对应的第一路径的目的节点的剩余计算资源的比值、第一虚拟链路的带宽资源需求、第一虚拟链路的带宽资源需求和与第一虚拟链路对应的第一路径的平均剩余带宽的比值，以及第一虚拟链路的带宽资源需求与第一路径的最小剩余带宽的比值；映射结果包括映射成功和映射失败。

获取模块71还用于获取历史虚拟网络映射数据；历史虚拟网络映射数据包括：多个第二虚拟链路的第二特征参数、第二虚拟链路映射的第二路径的第一特征参数以及第二虚拟链路向第二路径映射的映射结果；映射结果包括映射成功和映射失败；建模单元724具体用于根据获取模块71获取的历史虚拟网络映射数据，利用机器学习算法训练得到预设成功率模型。

进一步的，确定单元722具体用于将计算单元723计算的权重最大的第一物理节点确定为目标虚拟节点的映射节点。

本申请提供的虚拟网络的映射装置，因为该装置包括：获取模块，用于获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求；处理模块，用于确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；权重至少用于指示目标虚拟节点映射到第一物理节点，对于目标虚拟节点所在的虚拟链路映射到由获取模块获取的所有物理节点构成的物理网络中的重要程度；目标虚拟节点为虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；第一物理节点为获取模块获取的目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个；处理模块还用于根据权重从所有第一物理节点中确定目标虚拟节点的映射节点；分配模块，用于按照获取模块获取的虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对处理模块确定的虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。所以本申请提供的技术方案在对虚拟网络映射时，可以首先计算虚拟节点可映射的物理节点的权重，而后根据权重选取了适合的物理节点作为虚拟节点的映射节点，因为这里的权重是能反映当使用该物理节点作为映射节点时对于后续虚拟链路的成功映射重要性的参数，相当于也考虑了该虚拟节点相邻的虚拟节点的映射情况，所以在根据该权重选取虚拟节点的映射节点后，将整个虚拟网络中的虚拟链路的两端节点都选择前述方式选取的对应的映射节点作为映射对应，会增加后续整个虚拟网络映射成功的概率；而虚拟网络映射的越成功，就能更好的承载的业务，同等条件下能够承载的业务也就越多，那么对于虚拟网络对应的物理网络的资源利用率也就越高。所以本申请提供的技术方案，能够提高虚拟网络映射时的网络资源利用率。

参照图8所示，本申请还提供另一种虚拟网络的映射装置，包括存储器41、处理器42、总线43和通信接口44；存储器41用于存储计算机执行指令，处理器42与存储器41通过总线43连接；当虚拟网络的映射装置运行时，处理器42执行存储器41存储的计算机执行指令，以使虚拟网络的映射装置执行如上述实施例提供的虚拟网络的映射方法。其中通信接口44能够实现如图7所示的虚拟网络的映射装置70中的获取模块71和计算单元723的获取功能，处理器能够实现如图7所示的处理模块72中除获取功能以外的功能和分配模块73的功能。

在具体的实现中，作为一种实施例，处理器42(42-1和42-2)可以包括一个或多个CPU，例如图8中所示的CPU0和CPU1。且作为一种实施例，虚拟网络的映射装置可以包括多个处理器42，例如图8中所示的处理器42-1和处理器42-2。这些处理器42中的每一个CPU可以是一个单核处理器(single-CPU)，也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器42可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

存储器41可以是只读存储器41(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(Random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器41可以是独立存在，通过总线43与处理器42相连接。存储器41也可以和处理器42集成在一起。

在具体的实现中，存储器41，用于存储本申请中的数据和执行本申请的软件程序对应的计算机执行指令。处理器42可以通过运行或执行存储在存储器41内的软件程序，以及调用存储在存储器41内的数据，虚拟网络的映射装置的各种功能。

通信接口44，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信，如控制系统、无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)等。通信接口44可以包括接收单元实现接收功能，以及发送单元实现发送功能。

总线43，可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。该总线43可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机执行指令，当计算机执行指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例提供的虚拟网络的映射方法。

本申请还提供一种计算机程序，该计算机程序可直接加载到存储器中，并含有软件代码，该计算机程序经由计算机载入并执行后能够实现上述实施例提供的虚拟网络的映射方法。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机可读存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种虚拟网络的映射方法，其特征在于，包括：

获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和所述虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求；

确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；所述权重至少用于指示所述目标虚拟节点映射到所述第一物理节点，对于所述目标虚拟节点所在的虚拟链路成功映射到由所有所述物理节点构成的物理网络中的重要程度；所述目标虚拟节点为所述虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；所述第一物理节点为所述目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个；

根据权重从所有所述第一物理节点中确定所述目标虚拟节点的映射节点；

按照所述虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对所述虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。

2.根据权利要求1所述的虚拟网络的映射方法，其特征在于，所述确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重包括：

获取所述物理网络的网络拓扑信息；所述物理网络的拓扑信息至少包括所述物理网络中物理节点间的连接关系和所述物理网络中任意两个相连的物理节点之间的距离；

根据所述物理网络的网络拓扑信息，从所述物理网络中，选取以所述第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条第一路径；所述第二物理节点为所述虚拟网络中除所述目标虚拟节点以外的虚拟节点可映射的物理节点中的任一个；

根据所述虚拟节点可映射的物理节点的集合确定在所述虚拟网络中，与所述第一路径对应的第一虚拟链路；所述第一物理节点对应所述第一虚拟链路上的起始虚拟节点，所述第二物理节点对应所述第一虚拟链路上的终止虚拟节点；K≥1且K∈N+；

确定所述第一虚拟链路映射到所述第一路径的成功率；

将所有所述成功率的平均值确定为所述第一物理节点的权重。

3.根据权利要求2所述的虚拟网络的映射方法，其特征在于，所述根据所述物理网络的网络拓扑信息，从所述物理网络中，选取以所述第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条第一路径包括：

根据所述物理网络的网络拓扑信息，利用预设最短路径算法从所述物理网络中选取，以所述第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条最短路径；所述K条最短路径包括:最短路径、第二短路径、…、第K-1短路径和第K短路径；

将所述最短路径确定为所述第一路径。

4.根据权利要求2所述的虚拟网络的映射方法，其特征在于，确定所述第一虚拟链路映射到所述第一路径的成功率包括：

获取所述第一路径的第一特征参数和所述第一虚拟链路的第二特征参数；所述第一特征参数至少包括：所述第一路径的源节点的剩余计算资源、所述第一路径的目的节点的剩余计算资源、所述第一路径的跳数、所述第一路径的长度、所述第一路径的平均剩余带宽和所述第一路径的最小剩余带宽；所述第二特征参数至少包括：所述第一虚拟链路的源节点向与其对应的第一路径的源节点的映射结果、所述第一虚拟链路的目的节点向与其对应的第一路径的目的节点的映射结果、所述第一虚拟链路的源节点的计算资源需求和与所述第一虚拟链路对应的第一路径的源节点的剩余计算资源的比值、所述第一虚拟链路的目的节点的计算资源需求和与所述第一虚拟链路对应的第一路径的目的节点的剩余计算资源的比值、所述第一虚拟链路的带宽资源需求、所述第一虚拟链路的带宽资源需求和与所述第一虚拟链路对应的第一路径的平均剩余带宽的比值，以及所述第一虚拟链路的带宽资源需求与所述第一路径的最小剩余带宽的比值；所述映射结果包括映射成功和映射失败；

根据所述第一路径的第一特征参数和与所述第一虚拟链路的第二特征参数，依据预设成功率模型确定所述第一路径的成功率。

5.根据权利要求4所述的虚拟网络的映射方法，其特征在于，所述获取所述第一路径的第一特征参数和所述第一虚拟链路的第二特征参数之前还包括：

获取历史虚拟网络映射数据；所述历史虚拟网络映射数据包括：多个第二虚拟链路的第二特征参数、所述第二虚拟链路映射的第二路径的第一特征参数以及所述第二虚拟链路向所述第二路径映射的映射结果；所述映射结果包括映射成功和映射失败；

根据所述历史虚拟网络映射数据，利用机器学习算法训练得到所述预设成功率模型。

6.根据权利要求2所述的虚拟网络的映射方法，其特征在于，所述根据权重从所有所述第一物理节点中确定所述目标虚拟节点的映射节点包括：

将权重最大的所述第一物理节点确定为所述目标虚拟节点的映射节点。

7.根据权利要求1所述的虚拟网络的映射方法，其特征在于，所述预设条件包括：

为所述虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间分配的路由路径中，任意相邻物理节点之间的物理链路的剩余带宽资源大于所述虚拟链路的带宽资源需求；

当所述物理网络为弹性光网络EON时，为所述虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间分配的带宽资源需满足频谱一致性和频谱连续性。

8.一种虚拟网络的映射装置，其特征在于，包括：获取模块、处理模块和分配模块；

所述获取模块，用于获取虚拟网络中任一虚拟节点可映射的物理节点的集合和所述虚拟网络中任意两个相邻虚拟节点间的虚拟链路的带宽资源需求；

所述处理模块，用于确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；所述权重至少用于指示所述目标虚拟节点映射到所述第一物理节点，对于所述目标虚拟节点所在的虚拟链路映射到由所述获取模块获取的所有所述物理节点构成的物理网络中的重要程度；所述目标虚拟节点为所述虚拟网络中的所有虚拟节点中任一个；所述第一物理节点为所述获取模块获取的所述目标虚拟节点可映射的物理节点中任一个；

所述处理模块还用于根据权重从所有所述第一物理节点中确定所述目标虚拟节点的映射节点；

所述分配模块，用于按照所述获取模块获取的所述虚拟网络中虚拟链路的带宽资源需求从大到小的顺序，依次对所述处理模块确定的所述虚拟网络中虚拟链路两端的虚拟节点对应的映射节点之间进行路由和带宽资源分配，且满足预设条件。

9.根据权利要求8所述的虚拟网络的映射装置，其特征在于，所述处理模块包括选取单元、确定单元和计算单元；

所述获取模块还用于获取所述物理网络的网络拓扑信息；所述物理网络的拓扑信息至少包括所述物理网络中物理节点间的连接关系和所述物理网络中任意两个相连的物理节点之间的距离；

所述选取单元，用于根据所述获取模块获取的所述物理网络的网络拓扑信息，从所述物理网络中，选取以所述第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条第一路径；所述第二物理节点为所述虚拟网络中除所述目标虚拟节点以外的虚拟节点可映射的物理节点中的任一个；

所述确定单元，用于根据所述获取模块获取的所述虚拟节点可映射的物理节点的集合确定在所述虚拟网络中，与所述选取单元选取的所述第一路径对应的第一虚拟链路；所述第一物理节点对应所述第一虚拟链路上的起始虚拟节点，所述第二物理节点对应所述第一虚拟链路上的终止虚拟节点；K≥1且K∈N+；

所述计算单元，用于确定所述确定单元确定的所述第一虚拟链路映射到所述选取单元选取的所述第一路径的成功率；

所述计算单元还用于将所有所述成功率的平均值确定为所述第一物理节点的权重。

10.根据权利要求9所述的虚拟网络的映射装置，其特征在于，所述选取单元具体用于：

根据所述获取模块获取的所述物理网络的网络拓扑信息，利用预设最短路径算法从所述物理网络中选取，以所述第一物理节点作为源节点，以第二物理节点作为目的节点的K条最短路径；所述K条最短路径包括:最短路径、第二短路径、…、第K-1短路径和第K短路径；

将所述最短路径确定为所述第一路径。

11.根据权利要求9所述的虚拟网络的映射装置，其特征在于，所述处理模块还包括建模单元；

所述计算单元具体用于：

获取所述选取单元选取的所述第一路径的第一特征参数和所述确定单元确定的所述第一虚拟链路的第二特征参数；所述第一特征参数至少包括：所述第一路径的源节点的剩余计算资源、所述第一路径的目的节点的剩余计算资源、所述第一路径的跳数、所述第一路径的长度、所述第一路径的平均剩余带宽和所述第一路径的最小剩余带宽；所述第二特征参数至少包括：所述第一虚拟链路的源节点向与其对应的第一路径的源节点的映射结果、所述第一虚拟链路的目的节点向与其对应的第一路径的目的节点的映射结果、所述第一虚拟链路的源节点的计算资源需求和与所述第一虚拟链路对应的第一路径的源节点的剩余计算资源的比值、所述第一虚拟链路的目的节点的计算资源需求和与所述第一虚拟链路对应的第一路径的目的节点的剩余计算资源的比值、所述第一虚拟链路的带宽资源需求、所述第一虚拟链路的带宽资源需求和与所述第一虚拟链路对应的第一路径的平均剩余带宽的比值，以及所述第一虚拟链路的带宽资源需求与所述第一路径的最小剩余带宽的比值；所述映射结果包括映射成功和映射失败；

根据第一路径的第一特征参数和与所述第一虚拟链路的第二特征参数，依据建模单元建立的预设成功率模型确定所述第一路径的成功率。

12.根据权利要求11所述的虚拟网络的映射装置，其特征在于，所述获取模块还用于获取历史虚拟网络映射数据；所述历史虚拟网络映射数据包括：多个第二虚拟链路的第二特征参数、所述第二虚拟链路映射的第二路径的第一特征参数以及所述第二虚拟链路向所述第二路径映射的映射结果；所述映射结果包括映射成功和映射失败；

所述建模单元具体用于根据所述获取模块获取的所述历史虚拟网络映射数据，利用机器学习算法训练得到所述预设成功率模型。

13.根据权利要求9所述的虚拟网络的映射装置，其特征在于，所述确定单元具体用于将所述计算单元计算的权重最大的所述第一物理节点确定为所述目标虚拟节点的映射节点。

14.一种虚拟网络的映射装置，其特征在于，包括存储器、处理器、总线和通信接口；所述存储器用于存储计算机执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接；当所述虚拟网络的映射装置运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使所述虚拟网络的映射装置执行如权利要求1-7任一项所述的虚拟网络的映射方法。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括计算机执行指令，当所述计算机执行指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-7任一项所述的虚拟网络的映射方法。

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