一种无线虚拟网络中的资源映射方法技术

本发明专利技术涉及一种无线虚拟网络中的资源映射方法，针对虚拟网络用户活跃的动态性，分析使用灵活级别的可用性向用户提供服务等级协议（SLA），确保能刚好满足虚拟网络用户的需求，达到一种“物尽其用”的状态，提高了物理资源利用率；而且本发明专利技术还同时考虑了虚拟网络请求业务的多样性，使得用户的服务质量（QoS）得以保障，提高了网络的整体满意度。

【技术实现步骤摘要】
一种无线虚拟网络中的资源映射方法
本专利技术涉及一种无线虚拟网络中的资源映射方法，属于资源分配领域和无线虚拟网络的协作计算机网络

技术介绍
虚拟网络技术被视为构建新一代Internet体系架构的重要技术。利用网络虚拟化技术，服务提供商(SPs)可以在同一个物理网络上创建多个虚拟网络，从而为用户提供多样化的可定制端到端服务。随着现代通信与网络互联技术的发展，无线网络已逐渐成为未来Internet的一种重要接入形式，如何解决无线网络环境下的网络虚拟化问题成为了越来越多学者们重点关注的问题之一。目前已存在不少关于无线网络虚拟化技术的研究，但这些研究旨在解决如何为虚拟网络请求提供独占的服务。事实上，一些虚拟网络用户并不总是需要使用他们预购的资源，这就造成了物理资源的浪费；此外，现有的研究方法在支持用户服务质量(QoS)和更多的承载多样化业务等方面也存在严重不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够使物理资源得到充分利用、用户服务质量得到保障的无线虚拟网络中的资源映射方法。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种无线虚拟网络中的资源映射方法，基于网络架构所构建的虚拟网络用户模型，将虚拟网络请求映射到物理网络，包括如下步骤：步骤1.将虚拟网络请求上各个用户的状态分别模拟为离散时间马尔可夫开-合过程，并获得用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，然后进入步骤2；步骤2.根据用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，计算虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bwfull，以及用户所获有限可用性带宽bwlim，然后进入步骤3；步骤3.根据虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bwfull，以及用户所获有限可用性带宽bwlim，获得虚拟网络请求所对应的实际带宽需求bw，然后进入步骤4；步骤4.针对虚拟网络用户模型，分别计算各个物理节点所对应的可用资源，以及各个虚拟节点所对应的资源；然后按各自可用资源降序顺序，针对各个物理节点进行排序，以及按各自资源降序顺序，针对各个虚拟节点进行排序，进入步骤5；步骤5.根据各个物理节点的排序，以及各个虚拟节点的排序，将各个虚拟节点映射到各个物理节点，并判断是否映射成功，是则进入步骤6；否则待物理网络中的资源释放后，返回步骤4；步骤6.基于各个虚拟节点到物理节点的映射，根据虚拟网络请求的业务类型，按预设规则，选取每条虚拟链路的最佳物理映射路径，如无物理路径满足映射条件，则待物理网络中物理资源释放后，返回步骤4。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤2中，按如下过程，计算虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bwfull；首先，根据用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，获得满足如下公式：的表示虚拟网络请求上用户获得完全可用性带宽所对应活跃状态用户数，N表示虚拟网络请求上用户的总数，(1-δ1)表示虚拟网络请求上用户获得完全可用性带宽的概率；然后，根据获得虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bwfull。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤2中，按如下过程，计算虚拟网络请求上用户所获有限可用性带宽bwlim；首先，根据用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，获得满足如下公式：的表示虚拟网络请求上用户获得有限可用性带宽所对应活跃状态用户数，N表示虚拟网络请求上用户的总数，(1-δ2)表示虚拟网络请求上用户获得有限可用性带宽的概率；然后，根据获得虚拟网络请求上用户所获有限可用性带宽bwlim，其中，γ为衰减因子。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤3中，按如下公式：bw＝max{bwfull,bwlim}获得虚拟网络请求所对应的实际带宽需求bw。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤4中，针对虚拟网络用户模型，按如下公式：分别计算各个物理节点所对应的可用资源AR(nS)，其中，AR(nS)表示某个物理节点nS所对应的可用资源，rcpu(nS)表示该物理节点nS所对应的剩余计算能力，表示与该物理节点nS直接相连的物理链路的集合，表示与该物理节点nS直接相连物理链路集合中的某条物理链路，表示与该物理节点nS直接相连物理链路集合中某条物理链路所对应的剩余带宽资源。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤4中，针对虚拟网络用户模型，按如下公式：分别计算各个虚拟节点所对应的资源AR(nV)，其中，AR(nV)表示某个虚拟节点nV所对应的资源，cpu(nV)表示该虚拟节点nV所对应的计算能力，表示与该虚拟节点nV直接相连的虚拟链路的集合，表示与该虚拟节点nV直接相连虚拟链路集合中的某条虚拟链路，表示与该虚拟节点nV直接相连虚拟链路集合中某条虚拟链路所对应的带宽资源。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤6中，基于各个虚拟节点到物理节点的映射，根据虚拟网络请求的业务类型，按如下预设规则：若虚拟网络请求的业务类型为吞吐量敏感型业务，则选取带宽相对偏移度最小的物理映射路径；若虚拟网络请求的业务类型为分组丢失敏感型业务，则选取分组丢包率最小的物理映射路径；若虚拟网络请求的业务类型为时延敏感型业务，则选取时延最短的物理映射路径；如此，获取每条虚拟链路的最佳物理映射路径。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤6预设规则中，根据如下公式：获得物理映射路径的带宽相对偏移度bw(pS)，其中，pS表示满足虚拟链路映射条件的某条物理路径，表示pS物理路径包含的物理链路，表示物理路径pS中物理链路所对应的剩余带宽资源。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤6预设规则中，根据如下公式：获得物理映射链路的分组丢包率loss(pS)，其中，pS表示满足虚拟链路映射条件的某条物理路径，表示pS物理路径包含的物理链路，表示物理路径pS中物理链路所对应的分组丢包率。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤6预设规则中，根据如下公式：获得物理映射链路的时延delay(pS)，其中，pS表示满足虚拟链路映射条件的某条物理路径，表示pS物理路径包含的物理链路，表示物理路径pS中物理链路所对应的时延。本专利技术所述一种无线虚拟网络中的资源映射方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术设计的无线虚拟网络中的资源映射方法，针对虚拟网络用户活跃的动态性，分析使用灵活级别的可用性向用户提供服务等级协议(SLA)，确保能刚好满足虚拟网络用户的需求，达到一种“物尽其用”的状态，提高了物理资源利用率；而且本专利技术还同时考虑了虚拟网络请求业务的多样性，使得用户的服务质量(QoS)得以保障，提高了网络的整体满意度。附图说明图1是虚拟网络与物理网络之间的映射关系示意图；图2是本专利技术所设计无线虚拟网络中的资源映射方法的概要流程示意图；图3是本专利技术所设计无线虚拟网络中的资源映射方法的实施具体流程示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1所示为虚拟网络映射示意图，本专利技术旨在将虚拟网络请求映射到物理网络。如图2所示，本专利技术所述的基于多业务的虚拟网络映射算法流程分为两部分：(1)当一个虚拟请求网络(VnRequest)到来时，包含满足用户需求的多个QoS参数，通过服务等级协议(SLA，ServiceLevelAgreement)模块的预处理，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线虚拟网络中的资源映射方法，基于网络架构所构建的虚拟网络用户模型，将虚拟网络请求映射到物理网络，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.将虚拟网络请求上各个用户的状态分别模拟为离散时间马尔可夫开‑合过程，并获得用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，然后进入步骤2；步骤2.根据用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，计算虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bw

【技术特征摘要】
1.一种无线虚拟网络中的资源映射方法，基于网络架构所构建的虚拟网络用户模型，将虚拟网络请求映射到物理网络，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.将虚拟网络请求上各个用户的状态分别模拟为离散时间马尔可夫开-合过程，并获得用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，然后进入步骤2；步骤2.根据用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，计算虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bwfull，以及用户所获有限可用性带宽bwlim，然后进入步骤3；步骤3.根据虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bwfull，以及用户所获有限可用性带宽bwlim，获得虚拟网络请求所对应的实际带宽需求bw，然后进入步骤4；步骤4.针对虚拟网络用户模型，分别计算各个物理节点所对应的可用资源，以及各个虚拟节点所对应的资源；然后按各自可用资源降序顺序，针对各个物理节点进行排序，以及按各自资源降序顺序，针对各个虚拟节点进行排序，进入步骤5；步骤5.根据各个物理节点的排序，以及各个虚拟节点的排序，将各个虚拟节点映射到各个物理节点，并判断是否映射成功，是则进入步骤6；否则待物理网络中的资源释放后，返回步骤4；步骤6.基于各个虚拟节点到物理节点的映射，根据虚拟网络请求的业务类型，按预设规则，选取每条虚拟链路的最佳物理映射路径，如无物理路径满足映射条件，则待物理网络中物理资源释放后，返回步骤4。2.根据权利要求1所述一种无线虚拟网络中的资源映射方法，其特征在于：所述步骤2中，按如下过程，计算虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bwfull；首先，根据用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，获得满足如下公式：的表示虚拟网络请求上用户获得完全可用性带宽所对应活跃状态用户数，N表示虚拟网络请求上用户的总数，(1-δ1)表示虚拟网络请求上用户获得完全可用性带宽的概率；然后，根据获得虚拟网络请求上用户所获完全可用性带宽bwfull。3.根据权利要求1所述一种无线虚拟网络中的资源映射方法，其特征在于：所述步骤2中，按如下过程，计算虚拟网络请求上用户所获有限可用性带宽bwlim；首先，根据用户开启状态下所要求网络带宽a，以及开启概率α，获得满足如下公式：的表示虚拟网络请求上用户获得有限可用性带宽所对应活跃状态用户数，N表示虚拟网络请求上用户的总数，(1-δ2)表示虚拟网络请求上用户获得有限可用性带宽的概率；然后，根据获得虚拟网络请求上用户所获有限可用性带宽bwlim，其中，γ为衰减因子。4.根据权利要求1所述一种无线虚拟网络中的资源映射方法，其特征在于：所述步骤3中，按如下公式：bw＝max{bwfull,bwlim}获得虚拟网络请求所对应的实际带宽需求bw。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠敏，刘胜美，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32