基于网络虚拟化的资源管理技术研究

作     者：赵甜甜 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张岗山;王静

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：网络虚拟化 虚拟网络映射 节点映射 链路映射 资源动态分配 

摘      要：在信息技术高速发达的现代社会,人们对网络的依赖也表现在了生活中的各个方面,许多新兴的网络业务就此出现。传统的互联网架构再也不能满足现代网络的发展,出现了互联网的“僵化问题。此时,网络虚拟化技术就被提出来了,在网络虚拟化中,允许多个逻辑上的网络共存于一个物理网络中,每个逻辑网络都拥有自己的拓扑,它们彼此之间互相隔离,可以运行自己的协议,部署自己的业务。因此,网络虚拟化技术是解决目前传统互联网弊端的一个有效的途径。目前,网络虚拟化研究的热点问题是虚拟网络映射问题和资源的分配问题。虚拟网络映射可以描述为一个为虚拟网络请求在底层物理网络中寻找满足资源需求的节点和链路的过程,通过为虚拟网络选择合理的物理网络的节点和链路,能够使更多的虚拟网络请求映射到物理网络上,并且能够节约映射时间。在网络虚拟化中,多个虚拟网络共存在一个物理网络上,然而物理网络的资源是十分有限的,因此就需要一个有效的资源分配算法。本文对资源动态分配算法的研究分为两个阶段进行,第一个阶段为资源的初始化阶段也就是虚拟网络映射阶段,第二个阶段为对分配得到的资源进行动态调整的阶段。在虚拟网络映射阶段,通过对经典的虚拟网络节点映射算法进行分析,指出传统算法的优点和不足,然后根据这些不足,提出本文所要重点研究的对节点特征进行综合评价的虚拟网络映射算法。该算法对虚拟网络请求的节点和物理网络的节点分别用不同的评价指标来进行排序映射。在链路映射阶段,因为在节点选取的时候已经考虑到与节点相连的链路的资源对映射的影响,因此,链路映射就利用K最短路径算法来进行映射,可以简化映射的过程和降低映射的时间。在仿真部分,对几种算法在虚拟网络请求接受率、虚拟网络收益、成本以及虚拟网络收益和成本比这几个方面进行对比分析。通过对比分析可以看出,本文研究的虚拟网络映射算法虽然在提高收益的同时在成本上有一定的增加,但是整体还是有好的优化效果。在对资源动态分配算法的研究中,本文借助多目标规划和权系数向量的思想,对不同优先级的虚拟网络设定不同的权系数,这样资源就先满足优先级较高的虚拟网络。当有虚拟网络请求的资源发生变化时,及时的调整权重系数,可以使物理网络的资源在虚拟网络之间进行调整。在仿真中,对静态资源分配和动态资源分配算法链路带宽利用率和虚拟网络满意度两方面进行分析比较,可以得出动态资源分配算法对物理网络有更好的资源利用。