一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法技术

一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法，它属于虚拟网络映射技术领域。本发明专利技术解决了传统虚拟网络映射方法存在的只能一对一映射，且映射成功率和收益开销比不高的问题。本发明专利技术分别利用资源剩余量评价函数和资源请求量评价函数量化各物理节点的资源剩余量AR和虚拟节点的资源请求量DR，并将最高DR节点映射至最高AR节点，在剩余满足映射条件的虚拟节点中，选择融合连接参数最大的虚拟节点，将其映射至最高AR节点上，同理，直至最高AR节点不能再接受其他虚拟节点；然后利用上述方法，将虚拟节点映射至第二高AR节点，以此类推，直至所有虚拟节点映射完成。本发明专利技术保证较高的映射成功率和收益开销比。本发明专利技术可以应用于虚拟网络映射技术领域用。

【技术实现步骤摘要】
一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法
本专利技术属于虚拟网络映射
，具体涉及一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法。
技术介绍
云计算是既分布式计算、网格计算、P2P计算之后的一种新型的按需访问虚拟分布式资源的计算模型。云计算的快速发展带来虚拟化技术的复兴，虚拟化技术实现从底层物理资源虚拟出逻辑资源，为云计算提供技术支持。其中，网络虚拟化是虚拟化技术中非常重要的研究内容，是克服当前互联网架构变革阻力的重要技术。作为虚拟资源和物理资源之间的桥梁，网络虚拟网技术应用到很多领域，比如构建目标网络环境，评估新的协议和服务等。网络虚拟化就是在一个物理网络上模拟出多个逻辑网络来提供各种服务。其中，大规模虚拟网络映射问题致力于解决网络虚拟化过程中的资源分配问题，将给定的大规模虚拟网络请求映射至底层物理资源，被映射的物理网络节点需要同时满足对每个虚拟网络节点和链路的资源请求量，因此，人们致力于在有限的物力资源中映射大规模虚拟网络请求。传统的虚拟网络映射方法虽然能够将虚拟网络节点一对一的映射到物理网络节点中，但是当今云服务环境中的虚拟网络庞大且复杂，传统的节点一对一映射方法难以直接应用到如今的大规模虚拟网络映射问题中，而且在有限的物理资源中的成功映射率和收益开销比不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决传统虚拟网络一对一映射方法存在的在有限的物理资源中的成功映射率和收益开销比不高，而且难以直接应用到大规模虚拟网络映射的问题。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法，该方法的具体步骤为：步骤一、定义物理网络为加权无向图Ns和Ls分别表示物理网络节点和物理链路的集合，每个物理网络节点ns对应的物理网络节点CPU权重为每两个物理网络节点之间的物理链路对应的链路带宽权重为其中，即第i个物理网络节点和第j个物理网络节点之间的物理链路，ns∈Ns，定义虚拟网络为加权无向图Nv和Lv分别表示虚拟网络节点和虚拟链路的集合，每个虚拟网络节点nv对应的虚拟网络节点CPU权重为每两个虚拟网络节点之间的虚拟链路对应的链路带宽权重为其中，即第i个虚拟网络节点和第j个虚拟网络节点之间的虚拟链路，nv∈Nv，Tstart和Tend分别表示虚拟网络请求的到达时间和离开时间；步骤二、利用物理网络节点资源剩余量评价函数AR(ns)来量化各个物理网络节点的资源剩余量AR；步骤三、利用虚拟网络节点资源请求量评价函数DR(nv)来量化各个虚拟网络节点的资源请求量DR；步骤四、将步骤三的资源请求量DR最高的虚拟网络节点nv1映射到步骤二的资源剩余量AR最高的物理网络节点ns1上；步骤五、选择剩余未被映射且能够被映射至ns1的具有最大融合连接参数的虚拟网络节点nvλ，将其映射至ns1；同理，将其他虚拟网络节点映射到ns1上，直至ns1不能再接受任何其他虚拟网络节点；步骤六、选择出第二高资源剩余量的物理网络节点ns2，利用步骤五的方法映射剩余虚拟网络节点，以此类推，直至将虚拟网络节点全部映射到物理网络节点上。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法，本专利技术定义了物理网络和虚拟网络的加权无向图，分别利用物理网络节点资源剩余量评价函数AR(ns)和虚拟网络节点资源请求量评价函数DR(nv)量化出各个物理网络节点的资源剩余量AR和各个虚拟网络节点的资源请求量DR，并将资源请求量DR最高的虚拟网络节点nv1映射至资源剩余量AR最高的网络节点ns1上，然后选择出剩余的满足被映射到ns1上的虚拟网络节点，计算各满足映射条件的虚拟网络节点的融合连接参数，将最大的融合连接参数所对应的虚拟网络节点映射到网络节点ns1上，直至ns1不能再接受任何其他虚拟网络节点，同理，完成第二高资源剩余量的网络节点ns2的映射，直至将所有虚拟网络节点映射至相应的网络节点。本专利技术计算资源剩余量AR同时考虑CPU和带宽资源，计算资源请求量DR同时考虑CPU和带宽请求量，具有较高AR值的物理网络节点拥有足够的CPU资源可以分配给多个虚拟网络节点，并且有足够的链路带宽资源分配给虚拟链路，本专利技术方法实验中映射成功率普遍提高，当模拟实验中虚拟网络节点平均数量为140时，相比较其他三个方法映射成功率提高11％以上；较高AR值的物理网络节点能放置多个虚拟网络节点，产生较多的内部虚拟链路(Inter-Link)请求，降低了物理链路映射的开销，同时物理网络节点资源利用率的提高有助于接受更多的虚拟网络，并获得更高的收益，同样，当虚拟网络节点数量为140时，可以将收益开销比提高100％以上。本专利技术实现多个虚拟网络节点映射到同一个物理网络节点的过程，克服了传统映射方法的局限性，适用的网络环境也更符合当今云服务环境。本专利技术对提高大规模虚拟网络映射的映射成功率和收益开销比起到很好的作用。附图说明图1为本专利技术所述的一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法示的流程图；图2为本专利技术虚拟网络节点重复映射的模型图；图3为不同规模虚拟网络环境下，四种算法映射成功率的对比图；图4为不同规模虚拟网络环境下，四种算法收益的对比图；图5为不同规模虚拟网络环境下，四种算法开销的对比图；图6为不同规模虚拟网络环境下，四种算法收益开销比的对比图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。具体实施方式一：结合图1说明本实施方式。本实施方式所述的一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法，该方法的具体步骤为：步骤一、定义物理网络为加权无向图Ns和Ls分别表示物理网络节点和物理链路的集合，每个物理网络节点ns对应的物理网络节点CPU权重为每两个物理网络节点之间的物理链路对应的链路带宽权重为其中，即第i个物理网络节点和第j个物理网络节点之间的物理链路，ns∈Ns，定义虚拟网络为加权无向图Nv和Lv分别表示虚拟网络节点和虚拟链路的集合，每个虚拟网络节点nv对应的虚拟网络节点CPU权重为每两个虚拟网络节点之间的虚拟链路对应的链路带宽权重为其中，即第i个虚拟网络节点和第j个虚拟网络节点之间的虚拟链路，nv∈Nv，Tstart和Tend分别表示虚拟网络请求的到达时间和离开时间；步骤二、利用物理网络节点资源剩余量评价函数AR(ns)来量化各个物理网络节点的资源剩余量AR；步骤三、利用虚拟网络节点资源请求量评价函数DR(nv)来量化各个虚拟网络节点的资源请求量DR；步骤四、将步骤三的资源请求量DR最高的虚拟网络节点nv1映射到步骤二的资源剩余量AR最高的物理网络节点ns1上；步骤五、选择剩余未被映射且能够被映射至ns1的具有最大融合连接参数的虚拟网络节点nvλ，将其映射至ns1；同理，将其他虚拟网络节点映射到ns1上，直至ns1不能再接受任何其他虚拟网络节点；步骤六、选择出第二高资源剩余量的物理网络节点ns2，利用步骤五的方法映射剩余虚拟网络节点，以此类推，直至将虚拟网络节点全部映射到物理网络节点上。本实施方式中的剩余未被映射且能够被映射至ns1的虚拟网络节点是指：该虚拟网络节点与被映射至ns1中的虚拟网络节点之间存在虚拟链路，且未超出当前物理网络节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、定义物理网络为加权无向图

【技术特征摘要】
1.一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、定义物理网络为加权无向图Ns和Ls分别表示物理网络节点和物理链路的集合，每个物理网络节点ns对应的物理网络节点CPU权重为每两个物理网络节点之间的物理链路对应的链路带宽权重为其中，即第i个物理网络节点和第j个物理网络节点之间的物理链路，ns∈Ns，定义虚拟网络为加权无向图Nv和Lv分别表示虚拟网络节点和虚拟链路的集合，每个虚拟网络节点nv对应的虚拟网络节点CPU权重为每两个虚拟网络节点之间的虚拟链路对应的链路带宽权重为其中，即第i个虚拟网络节点和第j个虚拟网络节点之间的虚拟链路，nv∈Nv，Tstart和Tend分别表示虚拟网络请求的到达时间和离开时间；步骤二、利用物理网络节点资源剩余量评价函数AR(ns)来量化各个物理网络节点的资源剩余量AR；步骤三、利用虚拟网络节点资源请求量评价函数DR(nv)来量化各个虚拟网络节点的资源请求量DR；步骤四、将步骤三的资源请求量DR最高的虚拟网络节点nv1映射到步骤二的资源剩余量AR最高的物理网络节点ns1上；步骤五、选择剩余未被映射且能够被映射至ns1的具有最大融合连接参数的虚拟网络节点nvλ，将其映射至ns1；同理，将其他虚拟网络节点映射到ns1上，直至ns1不能再接受任何其他虚拟网络节点；步骤六、选择出第二高资源剩余量的物理网络节点ns2，利用步骤五的方法映射剩余虚拟网络节点，以此类推，直至将虚拟网络节点全部映射到物理网络节点上。2.根据权利要求1所述的一种实现大规模虚拟网络节点重复映射的方法，其特征在于，定义被映射至同一个物理节点中的虚拟网络节点之间的链路为内部虚拟链路，两个被映射至不同物理节点的虚拟网络节点之间的链路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟哲，王德胜，方滨兴，刘川意，何慧，彭佳滨，刘亚维，余翔湛，张宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23