虚拟网络功能节点放置研究

作     者：张紫薇 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：尹长川

授予年度：2019年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 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：虚拟网络 功能节点放置 虚拟映射 算法 

摘      要：在互联网时代虚拟网络研究成为拓展延伸计算机网络的主要技术,主要应用于网络技术和构架,既能够突破网络交换问题,又能够灵活性的利用网络技术实现网络共享。虚拟网络功能节点的有效放置可以有效突破物理底层基础设施的限制,拓展延伸虚拟网络路径,从而成为目前云计算中端对端的关键技术。研究虚拟节点放置的主要意义在于通过技术方式提高网络虚拟化的功能应用,使原本占据空间较大的硬件设备功能转移到软件上,使其发挥硬件设备应有的功能。通过NFV等技术的应用,为实现互联网向物联网的转化奠定基础。传统互联网信息连通需要硬件设备加流量辅助,基于虚拟网络确保虚拟节点的有效放置,能够充分调动网络虚拟化功能,实现数据信息有效扩展。首先是将传统的基础网络架构的硬件设备介入交换机/路由器等设备,实现虚拟网络兼容性,避免供应商垄断供应链加大成本预算,通过开发虚拟节点放置技术增加新功能。其次,丰富软件配置确保后期应用控制实现统一部署,在整合不同供应商提供的设备基础上探索成本较低的软件配置技术,提高服务器利用率,实现数据信息动态迁移的目的。第三,虚拟技术应用缓解应用服务器资源占用压力,实现一个服务器同时运行多个虚拟网络服务功能,虚拟节点功能放置有助于数据方便迁移,不会被突然中断的信号造成数据丢失问题。总之,虚拟节点放置技术功能的开发与探索,有助于扩大储存空间,提高网络应用速度,在传统基础网络架构上实现虚拟网络扩容功能,解决硬件层面问题,增强数据中心扩展能力,避免供应商制约,降低硬件采购成本。研究虚拟网络最重要的是确保虚拟节点与链路之间实现路径的对应,尤其是在部署虚拟网络功能节点放置上,保障虚拟节点和虚拟链路在物理底层基础设施上得以映射,确保计算资源在现有的带宽基础上有效分配,达到通过以最短的距离路径实现最小的虚拟网络映射成本的目的。为此,本文以虚拟网络为基础,结合跨域虚拟网络映射,探究实用性较强的可靠性网络映射,明确目前虚拟网络技术研究现状以及应用过程中存在的问题,通过构建相应的虚拟网络模型,结合有效的映射算法,降低映射成本,缩短虚拟网络映射时间,提高虚拟网络运行服务质量。本文的创新之处在于对比多种现有的映射算法,并对其进行改进,通过对比虚拟网络功能节点映射路径最后的总成本,证明改进后的算法确实能够优化虚拟网络功能节点的放置。