一种网络节点排序方法及虚拟网络映射方法技术

本发明专利技术公开了一种提供了一种网络节点排序方法及虚拟网络映射方法，该方法基于向量中心度的节点重要性指标计算方法，对网络节点的重要性指标进行计算，同时考虑网络节点自身资源属性以及直连节点对节点重要性的影响和非直连的邻居网络节点对当前节点重要性的影响，最后根据网络节点重要性指标确定虚拟网络节点的映射顺序。能够有限考虑资源丰富的底层物理网络节点和链路，有效降低网络发生碎片的概率；并且合理利用物理网络资源。

【技术实现步骤摘要】
一种网络节点排序方法及虚拟网络映射方法
本专利技术属于搭建虚拟网络
；具体涉及一种网络节点排序方法及虚拟网络映射方法。
技术介绍
为了构建全新的互联网体系架构，以普林斯顿大学LarryPeterson教授为首的团队于2005年提出使用网络虚拟化技术推动未来网络体系架构的根本性变革。虚拟化技术是一种高度的抽象，隐藏了底层的实现细节，在虚拟化环境下虚拟网络就好像真实的物理网络，并且多个虚拟网络可以同时使用底层的物理基础设施。网络虚拟化的基本实体是虚拟网络，一个虚拟网络是一组虚拟节点和虚拟链路的形成的虚拟拓扑。同一个物理网络上的多个逻辑网络，属于不同的服务提供商，基础设施提供商可以向不同的虚拟网络提供不同的网络拓扑资源，不同的虚拟网络的使用和管理相互独立，彼此互不影响。近年来，世界各国和许多国际组织都认识到网络虚拟化技术对于未来网络的重要意义，陆续展开了许多相关的大型研究项目，例如，GENI、4WARD、PlanetLab、VITRO等，这些都极大的推动了网络虚拟化的发展。在网络虚拟化环境中一个重要的技术就是虚拟网络映射，由于网络在运行过程中存在大量的不确定因素，如网络中节点的缓存队列的变化、链路的带宽和延迟的变化等等，造成了物理网络中资源的动态改变，具有不确定性。如何高效的对底层资源进行管理和分配，完成虚拟网络请求的处理，为用户提供所需的网络资源，保证服务质量，这是网络虚拟化必须解决的问题，这类问题广泛被称为虚拟网络映射问题(VirtualNetworkMapping)或虚拟网络嵌入问题(VirtualNetworkEmbedding)在虚拟网络映射问题中，有一种典型的算法叫做两阶段的映射算法，这类算法执行虚拟网络映射分为两个步骤节点映射和链路映射，在进行节点映射时需要根据节点的资源对节点进行排序，然后执行映射，链路映射时采用最短路径算法或多商品流算法。该类算法的执行策略是在进行虚拟网络映射时，应该优先占用底层物理资源丰富的节点和链路，这样可以避免某些节点和链路的资源被过早的消耗完导致物理网络资源的碎片化，使得总的资源足够，但是无法分配的情况出现。
技术实现思路
本专利技术提供了一种网络节点排序方法；在虚拟网络映射过程中的节点映射阶段确定网络节点的映射顺序，以及相应的映射关系，从而达到对资源合理利用，减少局部节点或链路资源用尽导致网络碎片化的情况出现。本专利技术还提供了一种虚拟网络映射方法，基于上述网络节点排序方法构建虚拟网络，能够有限考虑资源丰富的底层物理网络节点和链路，有效降低网络发生碎片的概率；并且合理利用物理网络资源。本专利技术的技术方案是：一种网络节点排序方法，包括基于向量中心度思想计算网络节点的重要性指标，其计算公式为：其中Ni(n)为当前节点i跳的节点集合；其中γ0·r(n)表示节点自身的资源大小，r(n)为归一化后网络节点n的局部资源；表示邻居节点对当前节点重要性的贡献；计算得到所有节点的重要性，根据节点重要性对虚拟网络节点和物理网络节点进行递减排序。更进一步的，本专利技术的特点还在于：其中邻居节点对当前节点重要性的贡献包括直连邻居节点对当前节点重要性的贡献和非直连邻居节点对当前节点重要性的贡献；表示为：其中网络节点的重要性指标采用矩阵的形式表示为：V＝γ0·R+γ1·P1·V+γ2·P2·V；其中V＝(v(x1),v(x2),…,v(xn))，R＝(r(x1),r(x2),…,r(xn))，其中网络节点的重要性指标的计算公式还表示为：V＝(I-γ1·P1-γ2·P2)-1γ0·R；其中γ1和γ2分别表示为各自项在节点重要性指标的计算中所占的比重，I为单位矩阵，I-γ1·P1-γ2·P2为可逆矩阵。其中网络节点n的局部资源的计算方式为：其中N(n)为节点n的邻居节点集合，cpu(n)为节点n的可用计算资源，bw(n,m)为节点n和m之间链路的剩余带宽；然后对网络节点n的局部资源c(n)进行归一化处理，得到r(n)，具体的本专利技术的另一技术方案是：一种虚拟网络映射方法，使用如权利要求1所述的网络节点排序方法，得到网络节点重要性的排序，根据排序，将虚拟网络节点映射到物理网络上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该方法通过向量中心度的思想，在虚拟网络节点映射阶段，通过计算网络节点的重要性指标，并且按照重要性指标进行排序，实现对网络节点和其周围的资源进行了合理的度量，使得虚拟网络映射过程中，能够有限考虑资源丰富的底层的物理网络节点和链路，有效降低网络发生碎片的概率，使物理网络资源合理利用。更进一步的，根据该网络节点排序方法，进一步的进行构建虚拟网络节点，其能够实现对物理网络资源的合理分配。附图说明图1为本专利技术中网络虚拟化构架图。图2为本专利技术中虚拟网络拓扑图；图3为本专利技术中物理网络拓扑图；图4为本专利技术中虚拟网络与物理网络映射结果图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进一步说明。在虚拟网络映射过程中，网络节点映射阶段根据网络节点的资源属性计算虚拟节点及其对应的物理节点的重要性指标，然后按照重要性指标对网络节点进行排序。本专利技术提供了一种网络节点排序方法，该方法基于向量中心度的节点重要性指标计算方法，对网络节点的重要性指标进行计算，同时考虑网络节点自身资源属性以及直连节点对节点重要性的影响和非直连的邻居网络节点对当前节点重要性的影响，最后根据网络节点重要性指标确定虚拟网络节点的映射顺序。该方法的具体过程为：步骤S1，计算网络节点的局部资源，用c(n)表示，具体为：其中N(n)为节点n的邻居节点集合，cpu(n)为节点n的可用计算资源，bw(n,m)为节点n和m之间链路的剩余带宽。步骤S2，对c(n)进行归一化处理，用r(n)表示归一化后节点n的局部资源，且步骤S3，根据向量中心度思想计算网络节点的重要性指标，向量中心度表示一个节点的重要性不仅与其邻居节点的数目有关，也和邻居节点的重要性相关。在虚拟网络映射情形下，网络节点的资源占有量表示了该网络节点重要性的大小。使用V(n)表示节点的重要性，为了将向量中心度的思想引入节点重要性的计算，其计算公式为：其中：Ni(n)为距离当前节点i跳的节点集合；其中γ0·r(n)表示节点自身的资源大小，表示邻居节点对当前节点重要性的贡献。步骤S4，对虚拟网络节点和物理网络节点根据节点重要性指标进行递减排序，得到虚拟网络节点的重要性排序。其中，本专利技术中步骤S3中邻居节点对当前节点重要性的贡献包括直连邻居节点对当前节点重要性的贡献和非直连邻居节点对当前节点重要性的贡献。即在考虑直连邻居节点的基础上，增加对非直连邻居节点的计算，因此当中i的辐射范围增加时，且当i＝2时，得到：算法的时间复杂度随着i的增加而增加；当i每增加1时，该计算方法的复杂度乘以O(n)，O(n)为时间复杂度的描述。上述计算方式还可以用矩阵形式表示为：V＝γ0·R+γ1·P1·V+γ2·P2·V；其中V＝(v(x1),v(x2),…,v(xn))，R＝(r(x1),r(x2),…,r(xn))；更进一步的，采用矩阵形式表示为：对上述矩阵公式进行变换还可以得到：V＝(I-γ1·P1-γ2·P2)-1γ0·R；其中γ1，γ2分别表示各自项在节点重要性指标的计算中所占的比重，I为单位矩阵，I-γ1·P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网络节点排序方法，其特征在于，包括基于向量中心度思想计算网络节点的重要性指标，其计算公式为：

【技术特征摘要】
1.一种网络节点排序方法，其特征在于，包括基于向量中心度思想计算网络节点的重要性指标，其计算公式为：其中γi-1＞γi，Ni(n)为当前节点i跳的节点集合；其中γ0·r(n)表示节点自身的资源大小，r(n)为归一化后网络节点n的局部资源；表示邻居节点对当前节点重要性的贡献；计算得到所有节点的重要性，根据节点重要性对虚拟网络节点和物理网络节点进行递减排序。2.根据权利要求1所述的网络节点排序方法，其特征在于，所述邻居节点对当前节点重要性的贡献包括直连邻居节点对当前节点重要性的贡献和非直连邻居节点对当前节点重要性的贡献；表示为：3.根据权利要求2所述的网络节点排序方法，其特征在于，所述网络节点的重要性指标采用矩阵的形式表示为：V＝γ0·R+γ1·P1·V+γ2·P2·V；其中V＝(v(x1),v(x2),…,v(xn))，R＝(...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲桦，赵季红，牛浩时，李静，赵建龙，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61