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虚拟网络映射高效节能运输模型及算法

电子学报 2016年第3期44卷 725-731页

作者：陈晓华李春芝陈良育曾振柄蒋云良湖州师范学院信息工程学院浙江湖州313000 华东师范大学软件学院上海200062 华东师范大学计算机科学技术系上海200241 上海大学数学系上海200444

网络虚拟化使得智能能量感知网络部署成为可能,已有研究忽略了节点映射能耗最优化.本文把节点映射能耗优化问题转化为生产地与销售地之间物资运输代价最优化问题,建立高效节能节点映射运输模型.根据最大元素法,提出了混合一阶段与两阶... 详细信息

网络虚拟化使得智能能量感知网络部署成为可能,已有研究忽略了节点映射能耗最优化.本文把节点映射能耗优化问题转化为生产地与销售地之间物资运输代价最优化问题,建立高效节能节点映射运输模型.根据最大元素法,提出了混合一阶段与两阶段映射算法,在链路映射的约束下找到节点分配最小能耗代价最优解;利用主动休眠策略,提出了基于运输模型的主动休眠虚拟网络映射节能算法;利用节点可重复映射技术,提出了基于运输模型的节点可重复映射算法,进一步提高了底层网络资源休眠数量.仿真结果验证了本文所提算法能够显著降低系统能耗,适合大规模高效节能虚拟网络映射.

关键词：虚拟网络映射运输模型混合一阶段与两阶段算法高效节能

节点可靠感知的差异保护虚拟航空网络映射算法

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系统工程与电子技术 2023年第8期45卷 2597-2605页

作者：缪竞成吕娜高旗陈柯帆空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077 中国人民解放军94860部队江苏南京210000

针对集成僵化的传统航空网络难以在节点出现故障后快速高效调度网络资源,从而恢复任务执行的问题,提出了无线网络虚拟化环境下节点可靠感知的差异保护虚拟航空网络映射(node reliability-aware protection-differentiated virtual airbo... 详细信息

针对集成僵化的传统航空网络难以在节点出现故障后快速高效调度网络资源,从而恢复任务执行的问题,提出了无线网络虚拟化环境下节点可靠感知的差异保护虚拟航空网络映射(node reliability-aware protection-differentiated virtual airborne network embedding,NRPD-VANE)算法。首先,节点映射采用新的节点重要度评价方法,综合感知故障可能、无线干扰和网络资源,为虚拟节点映射可靠物理节点;其次,链路映射根据节点重要度,采用P圈保护技术对映射路径节点实行差异保护。仿真结果表明,相比传统的节点保护映射算法,所提算法在保持较低恢复时延的同时,提高了映射成功率。

关键词：航空网络网络虚拟化虚拟网络映射差异保护节点故障 P圈

光路邻居链路频谱碎片感知的虚拟光网络协同映射算法

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电子学报 2023年第7期51卷 1758-1764页

作者：刘焕淋邱艳陈勇谭明明陈想霍星吉陈浩楠重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学自动化学院重庆400065

为了解决虚拟网络映射光路太长和频谱碎片化的问题,论文提出一种基于邻居链路碎片感知的虚拟网络映射算法(Virtual Optical Network Embedding based on Adjacency Link Fragmentation Awareness, ALFA-VONE).设计考虑虚拟节点资源需求... 详细信息

为了解决虚拟网络映射光路太长和频谱碎片化的问题,论文提出一种基于邻居链路碎片感知的虚拟网络映射算法(Virtual Optical Network Embedding based on Adjacency Link Fragmentation Awareness, ALFA-VONE).设计考虑虚拟节点资源需求和邻居节点映射状态的权值计算方法,提高虚拟节点映射的成功率;使用相邻虚拟节点-虚拟链路协同映射方法,缩短映射光路长度和减少所需频隙数目;设计光路可用资源评估方法,以提高虚拟链路映射成功率;考虑拟分配频谱块对光路以及邻居链路造成的频谱碎片影响,设计频谱碎片影响值评估法,以提高频谱资源利用率.仿真结果表明:当网络负载为130 Erlang时,所设计算法的平均映射光路跳数减少28.4%,带宽利用率提高4.56%.

关键词：弹性光网络虚拟网络映射邻居链路资源评估频谱利用率

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虚拟网络映射算法研究与实现

虚拟网络映射算法研究与实现

作者：胡德栋北京邮电大学

学位级别：硕士

虚拟网络映射在过去的十年间是一个热点话题,其主要是将虚拟网络按照要求映射到底层网络上。这是一个NP-hard问题,以往的研究往往会对虚拟映射施加很多约束或者仅仅使用简单的启发式方法来获取一个相对较优的解。在传统的研究中,二阶段... 详细信息

虚拟网络映射在过去的十年间是一个热点话题,其主要是将虚拟网络按照要求映射到底层网络上。这是一个NP-hard问题,以往的研究往往会对虚拟映射施加很多约束或者仅仅使用简单的启发式方法来获取一个相对较优的解。在传统的研究中,二阶段独立的算法由于两个阶段的分离,解空间受限制,往往会出现请求接收率偏低的情况。二阶段协调算法对运行时间方面的优化还不能完全满足实时性要求高的场合。除此之外,一阶段的算法往往有着复杂的计算,通常会带来更多的运行时间。为了解决传统研究中的接收率低、耗时多的问题,我们提出了两个高效的虚拟映射算法,分别是RCRGF算法和AEF算法。RCRGF算法是一阶段算法,该算法在映射之前会进行预处理操作,将虚拟网络进行减边,使得虚拟网络变成树形结构,然后基于BFS使用空间换时间策略来完成一阶段的映射。AEF算法是二阶段协调算法,其使用一些创新的策略提高了多个评估指标的性能,同时基于邻近映射来改善代价收益比,使用与底层网络剩余带宽成反比的评估函数找到使得底层网络资源尽可能均衡的路径。在两个算法中都引入了映射规则,该规则通过提前预判被映射的底层节点是否合适,从而避免映射到无效的底层节点上,使得候选节点集合缩小,加快了映射速度。本文的两个算法的主要目标是为了尽可能加快映射速度,同时保证其他评估指标的高效性。在设计和实现算法后,对两个算法的时间复杂度给出了公式说明和证明。RCRGF算法的时间复杂度是O（|NS|2*log（|NS|））,AEF 算法的时间复杂度是O（|Ns|2*|NV|*（log（|NS|）+|NV））,这在理论上说明了算法的可行性。在仿真实验测试中,可以看出我们算法基本上在映射时间方面比大多数其他算法有更明显的优势,同时也能保证更高的性能。

关键词：虚拟网络映射快速高效映射启发式算法链路负载均衡

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虚拟网络映射模型及其优化算法

软件学报 2012年第4期23卷 864-877页

作者：蔡志平刘强吕品肖侬王志英国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

网络虚拟化被视为构建新一代互联网体系架构的重要技术,它使得能在一个共享的底层物理网络上同时运行多个网络架构或网络应用,从而能为用户提供多样化的端到端定制服务.虚拟网络映射是实现网络虚拟化的关键环节,其目的是在满足虚拟网络... 详细信息

网络虚拟化被视为构建新一代互联网体系架构的重要技术,它使得能在一个共享的底层物理网络上同时运行多个网络架构或网络应用,从而能为用户提供多样化的端到端定制服务.虚拟网络映射是实现网络虚拟化的关键环节,其目的是在满足虚拟网络资源需求的前提下,将虚拟网络植入到合适的底层物理节点和链路.虚拟网络映射需要解决资源约束、准入控制、在线请求和拓扑多样性等多方面的问题.根据应用场景、优化目标、映射方式和约束条件的不同,可以得到不同类型的虚拟网络映射优化问题.这些优化问题通常是NP难的.通过形式化建立了虚拟网络映射模型,归纳了虚拟网络映射的方法和算法.总结了解决虚拟网络映射模型优化问题的几条技术途径,指出了该领域中需要进一步研究的热点问题.

关键词：网络虚拟化虚拟网络映射优化算法整数规划

基于含权k-壳分解的分组教学虚拟网络映射算法

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郑州大学学报（理学版） 2023年第3期55卷 50-56页

作者：庄雷王盛开郭孟鸽李文萃陆继钊刘文覃徐泽汐郑州大学信息工程学院河南郑州450001 国网河南省电力公司信息通信公司河南郑州450052 商丘市政务服务和大数据管理局河南商丘476000

提出一种两阶段的基于含权k-壳分解的分组教学虚拟网络映射算法。该算法根据含权k-壳分解法对底层网络进行预处理,然后沿着节点间的最短路径映射链路,并结合分组教学优化模型的分组、教学、自学与互学的优化策略,实现节点和链路的协调映... 详细信息

提出一种两阶段的基于含权k-壳分解的分组教学虚拟网络映射算法。该算法根据含权k-壳分解法对底层网络进行预处理,然后沿着节点间的最短路径映射链路,并结合分组教学优化模型的分组、教学、自学与互学的优化策略,实现节点和链路的协调映射,从而进一步提高解的质量。仿真结果表明,所提算法作为一种多目标的虚拟网络映射算法,能够有效减少链路开启量,提升虚拟网络请求接受率及长期收益成本比。

关键词：虚拟网络映射分组教学优化含权k-壳分解请求接受率收益成本比

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虚拟网络映射的电信级优化问题研究

南京邮电大学学报（自然科学版） 2014年第1期34卷 64-69页

作者：刘宇王斌王文鼐南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003 南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

网络虚拟化技术是解决当前网络僵化问题的有效手段之一,虚拟网络映射是其中关键技术。文中采用一致的优化模型综合分析网络资源分配的现有技术方法,包括成本优化、收益优化、剩余资源优化、网络能耗优化。进一步针对电信级运营,分析了... 详细信息

网络虚拟化技术是解决当前网络僵化问题的有效手段之一,虚拟网络映射是其中关键技术。文中采用一致的优化模型综合分析网络资源分配的现有技术方法,包括成本优化、收益优化、剩余资源优化、网络能耗优化。进一步针对电信级运营,分析了业务等级违约最小化、跨网络分域部署策略和博弈机制设计方案,论述了动态拓扑适应、接纳和可靠性控制的方法,以及采用比例计算节能的优化问题建模。

关键词：网络虚拟化虚拟网络映射电信级运营资源优化分配问题建模

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虚拟网络映射算法研究

虚拟网络映射算法研究

作者：胡帅南京邮电大学

学位级别：硕士

网络虚拟化作为未来网络发展的关键技术之一,能够有效克服当前网络存在的“僵化”问题,实现多个虚拟网络同时共存于一个物理网络上。虚拟网络映射是网络虚拟化领域研究重点和难点,通过算法的不断优化,可以将有限的物理资源合理有效地分... 详细信息

网络虚拟化作为未来网络发展的关键技术之一,能够有效克服当前网络存在的“僵化”问题,实现多个虚拟网络同时共存于一个物理网络上。虚拟网络映射是网络虚拟化领域研究重点和难点,通过算法的不断优化,可以将有限的物理资源合理有效地分配给不同的虚拟网络,实现资源的最优化利用。虚拟网络映射算法的映射目标各不相同,其中大部分算法的目标是节约映射成本、负载均衡、可靠性,而忽略了在实际应用中QoS保障对于用户的重要性。本文针对虚拟网络映射中的时延问题进行研究,从网络建模出发,重新构建带时延属性的网络模型,提出两种带时延约束的映射算法NR-DC-VNE和ILP-DC-VNE。。NR-DC-VNE算法基于启发式思想,将映射过程分为节点映射和链路映射两步分别完成,在节点映射过程同时考虑节点的资源属性和拓扑属性,采用递归方程精确求解每个节点的重要性因子,然后采用基于节点重要性排序的贪婪算法完成映射,在链路映射过程采用带时延约束的K最短路径算法。仿真结果显示与传统的贪婪算法相比,算法降低了约20%的网络时延。ILP-DC-VNE算法基于ILP模型,将映射问题转化为数学规划问题,映射目标是最小化资源使用、负载均衡以及降低网络时延,映射过程需要满足容量约束、时延约束等多种约束条件。通过ALEVIN配合GLPK工具进行仿真,结果显示算法在中小规模网络上表现良好,与传统的基于ILP模型算法相比,算法在接收率相当的情况下降低了25%的网络时延。

关键词：网络虚拟化虚拟网络映射整数规划网络时延

基于成本及功耗联合优化的SDN虚拟网络映射算法

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电子学报 2021年第8期49卷 1615-1624页

作者：柴蓉谢德胜陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对多个虚拟网络请求(Virtual Network Request,VNR)动态到达的网络场景,本文提出一种基于成本及功耗联合优化的软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)虚拟网络映射(Virtual Network Embedding,VNE)算法.在对虚拟节点及链路映射成本及功耗进行评估的基础上,建模VNE成本及功耗的代价函数,进而在满足资源需求等约束条件下,建模基于代价函数最小化的VNE模型.该优化问题为整数线性规划问题,难以直接求解;为解决此问题,提出基于时间窗的虚拟网络批处理映射策略动态处理在线请求.继而针对特定时间窗内的VNR,将其转换为虚拟节点映射子问题和虚拟链路映射子问题,并应用启发式算法对两个子问题分别进行求解,从而确定VNR映射策略.仿真结果表明,所提算法能显著减少VNE成本及功耗,提高VNR接受率.

关键词：软件定义网络虚拟网络映射联合优化启发式算法