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面向海量虚网需求的映射优化算法研究

面向海量虚网需求的映射优化算法研究

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作者：顾莹北京邮电大学

学位级别：硕士

网络虚拟化成为未来网络的重要发展方向之一,核心思想是实现多个相互隔离的虚拟网络共享物理网络资源。虚拟网络映射(VNE,Virtual Network Embedding)问题是网络虚拟化技术的核心问题之一,工作目标是通过虚拟网络映射机制将物理网络的... 详细信息

网络虚拟化成为未来网络的重要发展方向之一,核心思想是实现多个相互隔离的虚拟网络共享物理网络资源。虚拟网络映射(VNE,Virtual Network Embedding)问题是网络虚拟化技术的核心问题之一,工作目标是通过虚拟网络映射机制将物理网络的资源合理、高效地分配给各个虚拟网络以满足租户需求。随着云计算、数据中心、运营商网络、试验床等应用场景的规模不断增大以及网络虚拟化在其中的广泛应用,租户的虚网请求规模也将快速增长。海量虚网请求对虚拟网络映射机制的映射效率提出了更高的要求,租户容量限制也将成为海量虚网请求下的瓶颈问题。本文在对现有工作的研究分析后,针对现有工作在映射效率和租户容量方面的不足展开深入研究,最终形成了面向海量虚网需求的映射优化算法解决方案,本文主要创新点如下:1)针对映射效率问题,本文提出基于删除优先的虚网映射算法。传统虚网映射算法在节点映射阶段多使用K最短路径算法,算出最短路径后再检查是否符合要求,否则重新计算,算法耗时较长。删除优先算法在计算最短路径之前暂时从物理网络拓扑中删除不满足当前链路带宽要求的物理链路,避免最短路径的重计算。仿真结果证明,相较于传统映射算法,基于删除优先的虚网映射算法的平均运行时间大大缩短,映射效率得到显著提高。该算法可以很好地解决海量虚网需求下的映射效率问题。2)针对租户容量问题,本文提出基于VLANID复用的虚网映射算法。以往的研究人员在虚拟网络映射阶段往往不考虑虚网隔离的实现问题以及由于使用VLAN(Virtual Local Area Network,虚拟局域网)技术实现虚网隔离而带来的租户容量限制问题。基于VLAN ID复用的虚网映射算法在虚网映射阶段就考虑到上述问题,创造性地通过对VLAN ID的复用突破租户容量限制、提升租户容量。仿真结果表明,基于VLAN ID复用的虚网映射算法突破租户容量限制的效果非常明显,租户容量得到数倍提升。租户容量限制将不再成为海量虚网需求时的瓶颈问题。

关键词：虚网映射删除优先 VLAN-ID复用运行时间租户容量

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