The invention provides a reliable SDN virtual network mapping algorithm, introduces a fault-tolerant virtual network mapping model, and solves it by mixed integer linear programming. Aiming at the problem of node and link failure after virtual network mapping, a joint active protection and passive recovery strategy is proposed. In the aspect of active protection, backup resources are reserved for virtual nodes and links which are of high importance in virtual network requests. In view of the high importance of nodes and links, the success rate of failure recovery is low. Therefore, it is necessary to reserve backup subnetworks in advance to protect the subnetworks that may fail. In view of the low importance of nodes and links, failure recovery is easy to succeed. Therefore, it is possible to reserve backup resources and only use remapping method to fail. Restore. The criterion of importance measurement in this method is based on the resource proportion of node feasible region and link recoverability in virtual network.
【技术实现步骤摘要】
一种可靠的SDN虚拟网络映射算法
本专利技术属于网络
,涉及SDN(SoftwareDefinedNetwork,软件定义网络)网络中虚拟网络映射问题,特别涉及一种可靠的SDN虚拟网络映射算法,是一种SDN物理网络节点链路故障恢复的机制。
技术介绍
1、SDN背景随着网络规模的不断扩大,封闭的网络设备内置了过多的复杂协议,增加了运营商定制优化网络的难度,科研人员无法在真实环境中规模部署新协议。同时,互联网流量的快速增长,用户对流量的需求不断扩大,各种新型服务不断出现,增加了网络运维成本。为了解决TCP/IP网络体系结构的问题,业界提出了很多未来网络的架构,于是软件定义网络的概念被提了出来。SDN实现了网络控制平面与转发平面的分离,网络控制转发分离架构提出由专有设备来部署高层策略,网络设备在高层策略的指导下进行数据转发,减少了网络设备承载的诸多复杂功能,提高了网络新技术和新协议实现和部署的灵活性和可操作性。2、SDN中可靠的虚拟网络映射常见方法在SDN网络环境里,基础设施提供商(InfrastructureProviders,InPs)负责搭建和维护底层物理网络架构,并将物理网络资源租赁给服务提供商(ServiceProviders,SPs)使用,从而获得收益,SPs按需向InPs租赁资源用以构建定制化的vSDN网络,为客户提供定制化的端到端的网络服务。因此如何为SPs所定制化的虚拟SDN网络分配合适的物理网络资源即虚拟网络映射(VitualNetworkEmbedding,VNE)问题,对于提高物理网络资源利用率,增加InPs收益,减少虚拟网络请求阻 ...
【技术保护点】
1.一种可靠的SDN虚拟网络映射算法,其特征在于,联合主动保护机制和被动恢复机制,以提供可靠的SDN虚拟网络映射,其中可靠的SDN虚拟网络映射算法中所述主动保护机制是当虚拟请求到来时,通过对虚拟网络切分子图,对虚拟网络每个节点和每条链路衡量故障恢复的可行性,设置主动保护的备份资源,对于有备份资源的虚拟节点和虚拟链路,当发生故障时,备份子网络直接代替故障子网络,其中可靠的SDN虚拟网络映射算法中所述被动保护机制是对于没有备份资源的虚拟节点和虚拟链路,当发生故障时,通过节点的重映射和链路的重路由完成故障的恢复。
【技术特征摘要】
1.一种可靠的SDN虚拟网络映射算法,其特征在于,联合主动保护机制和被动恢复机制,以提供可靠的SDN虚拟网络映射,其中可靠的SDN虚拟网络映射算法中所述主动保护机制是当虚拟请求到来时,通过对虚拟网络切分子图,对虚拟网络每个节点和每条链路衡量故障恢复的可行性,设置主动保护的备份资源,对于有备份资源的虚拟节点和虚拟链路,当发生故障时,备份子网络直接代替故障子网络,其中可靠的SDN虚拟网络映射算法中所述被动保护机制是对于没有备份资源的虚拟节点和虚拟链路,当发生故障时,通过节点的重映射和链路的重路由完成故障的恢复。2.根据权利要求1所述可靠的SDN虚拟网络映射算法,其特征在于,所述设置主动保护的备份资源的原则是:对于虚拟节点,衡量节点故障恢复可行性,根据虚拟节点可行域资源占比,对虚拟节点可行域资源占比大于阈值的虚拟节点,设置备份物理节点;对于虚拟链路,衡量链路故障恢复可行性,对不满足链路故障恢复可行性条件的虚拟链路,设置备份物理链路。3.根据权利要求2所述可靠的SDN虚拟网络映射算法,其特征在于,主动保护设置节点备份资源的方法,具体包括以下步骤:3.1)计算虚拟网络中每个虚拟节点nv的资源需求量NR(nv),包括虚拟节点nv的CPU计算需求CPU(nv)、Openflow流表需求F(nv)和虚拟网络中与虚拟节点nv直接相连的虚拟链路lv的带宽需求量BW(lv);同时计算该虚拟节点可行映射域每个物理节点剩余资源NR(ns),即物理节点重要性;其中,nv表示虚拟节点,nv∈NV,NV表示虚拟节点的集合,ns表示物理节点,ns∈Loc(nv),λ用于衡量两种资源的重要性占比,Loc(nv)表示虚拟节点nv的可行映射域;ls表示物理链路,nbr(nv)表示虚拟节点nv直接相连的虚拟链路集合,F(nv)表示虚拟节点nv需要的流表资源;CPU(ns)表示物理节点ns剩余的CPU计算需求,F(ns)表示物理节点ns剩余的流表资源,nbr(ns)表示与物理节点ns直接相连的物理链路集合,BW(ls)表示物理链路ls剩余的带宽资源;3.2)计算虚拟网络中每个虚拟节点在可行域内的资源占比γ(nv):其中N表示Loc(nv)中物理节点的数量;3.3)引入判断是否需要预留备份物理节点的条件,取λ=0.5,当时,需要提前预留备份物理节点和相关物理链路;当时,不用预留备份资源,用被动恢复机制保障节点可靠性;3.4)对于需要预留备份资源的虚拟节点,对原虚拟网络增加扩展备份节点和相关链路,构成一个扩展的虚拟拓扑,同一个虚拟网络对有相同Loc(nv)的两个虚拟节点,设置同一个备份节点,同时对该虚拟节点设置备份标记B(nv)=1,对与该虚拟节点相连的相关链路设置备份标记B(lv)=1;3.5)扩展拓扑虚拟节点映射通过MILP方法求解,获得映射结果,如果求解失败则拒绝该虚拟网络,求解成功则节点的主动保护的阶段完成。4.根据权利要求2或3所述可靠的SDN虚拟网络映射算法,其特征在于,主动保护设置链路备份资源的方法,具体包括以下步骤:4.1)虚拟网络扩展拓扑映射成功后,对原虚拟网络中的每条虚拟链路根据B(lv)值判断该链路是否已经预留备份资源,如果B(lv)=1,则预留节点时已经预留备份链路,此时不再考虑该虚拟链路,如果B(lv)=0,则利用Dijkstra算法计算k条可替换原物理路径的路径ls,1,ls,2,...,ls,k;4.2)定义物理路径的剩余带宽资源BW(ls),用物理路径各跳中剩余带宽最小值表示;其中ls表示物理路径...
【专利技术属性】
技术研发人员:曲桦,赵季红,殷振宇,杨绮昊,蒲胜强,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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