一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法技术

本发明专利技术公开了一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法，主要包括了基于贪婪算法的虚拟节点迁移策略、基于贪婪算法的虚拟链路迁移策略、重路由映射路径规划策略和基于反馈的虚拟网络触发机制；由于虚拟网络请求中，虚拟节点之间通过虚拟链路相互连接，因此联合考虑虚拟节点迁移和虚拟链路迁移。本发明专利技术提出的虚拟网络重配置策略基于资源守恒的思想，与现有虚拟网络重配置策略相比，具有重配置响应速度快，配置效率高，对虚拟网络的抖动较小，服务质量较高，同时不仅改善了Carrier‑SDN虚拟网络的负载均衡性、提高了虚拟网络请求接受率和Carrier‑SDN网络平均收益，提高网络的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法
本专利技术涉及一种应用于Carrier-SDN(软件定义承载网)的基于资源守恒的虚拟网络重配置策略。
技术介绍
互联网是由众多服务提供商共同构建和运营支撑的。部署全新的网络技术需要更新大量网络设备的软件和硬件，这不仅会带来十分昂贵的成本，还需要各互联网业务提供商对网络架构变化的一致认可。他们之间的利益和策略的冲突，使得对于互联网自身结构僵化问题的解决只能局限于增量的更新。因此，网络虚拟化技术便应运而生。在网络虚拟化环境中，多个虚拟网络可以被映射到同一个底层物理网络上，以实现底层物理网络资源的透明共享，同时每个虚拟网络可以独立地部署以及管理。网络虚拟化概念及其相关技术的引入使得网络结构的动态化和多元化成为可能，被认为是解决现有网络体系结构僵化问题，构建软件定义网络的理想方案之一。在网络虚拟化架构之下，用户可以根据需要定制自己的网络，摆脱硬件资源束缚以及繁琐的网络配置过程，达到真正意义的网络作为一种服务的思想。网络虚拟化中面临的一项重要挑战是如何有效地实现虚拟网络到底层网络的映射。高效的虚拟网络映射策略可以提高底层物理网络资源的利用效率，进而增加基础本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法，其特征在于：该虚拟网络重配置方法包括以下步骤：首先确定启动虚拟网络重配置动作的时机：当Carrier‑SDN底层出现瓶颈节点或瓶颈链路时启动映射在该Carrier‑SDN网络的虚拟网络的重配置动作；然后在满足资源守恒约束和二值约束条件下，如果瓶颈节点和瓶颈链路不相连，应用基于贪婪算法的虚拟节点迁移策略将虚拟节点从原承载服务器迁移到目标承载服务器，消除Carrier‑SDN网络中的瓶颈节点，或者应用基于贪婪算法的虚拟链路迁移策略，将虚拟链路从原承载路径迁移到目标承载路径上，消除Carrier‑SDN网络中的瓶颈链路，如果瓶颈节点和瓶颈链路相连，应用联合虚拟节...

【技术特征摘要】
1.一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法，其特征在于：该虚拟网络重配置方法包括以下步骤：首先确定启动虚拟网络重配置动作的时机：当Carrier-SDN底层出现瓶颈节点或瓶颈链路时启动映射在该Carrier-SDN网络的虚拟网络的重配置动作；然后在满足资源守恒约束和二值约束条件下，如果瓶颈节点和瓶颈链路不相连，应用基于贪婪算法的虚拟节点迁移策略将虚拟节点从原承载服务器迁移到目标承载服务器，消除Carrier-SDN网络中的瓶颈节点，或者应用基于贪婪算法的虚拟链路迁移策略，将虚拟链路从原承载路径迁移到目标承载路径上，消除Carrier-SDN网络中的瓶颈链路，如果瓶颈节点和瓶颈链路相连，应用联合虚拟节点和虚拟链路的迁移策略，首先根据瓶颈程度在瓶颈节点及瓶颈链路上应用贪婪算法搜索虚拟节点或虚拟链路，然后采用联合迁移的方式，将对应相连的虚拟节点和虚拟链路从原承载服务器和路径迁移至目标承载服务器和路径上；在虚拟节点迁移后、虚拟链路迁移过程中以及虚拟节点和虚拟链路联合迁移后应用映射路径重路由策略对映射路径进行规划。2.根据权利要求1所述一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法，其特征在于：所述瓶颈节点的判定条件为：瓶颈链路的判定条件为：瓶颈程度的判定条件为：若wnr较小则表示节点瓶颈程度较高，若wlr较小则表示链路瓶颈程度高，若wnr和wlr相等，则节点和链路的瓶颈程度相同；其中，wn和wl为调整瓶颈节点和瓶颈链路的判断权值，wnr和wlr为瓶颈节点和瓶颈链路的实际瓶颈值，com(i)为连接至Carrier-SDN网络的服务器i上的剩余计算资源，SN为Carrier-SDN网络上连接的服务器的总个数，NC为连接到Carrier-SDN网络的服务器集合，bw(i,j)为Carrier-SDN网络中传输链路(i,j)的剩余带宽资源，N为CarrierSDN网络中传输链路总个数，LC为Carrier-SDN网络中传输链路集合。3.根据权利要求2所述一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法，其特征在于：所述wn和wl的取值为1.5～2.5。4.根据权利要求1所述一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法，其特征在于：所述二值约束条件包括：1)虚拟节点只能从一个连接到Carrier-SDN的服务器上迁移到其它服务器上；2)虚拟链路只能从一条由Carrier-SDN传输链路组成的路径上迁移到其它传输链路组成的路径上；3)当同一个虚拟网络中任意两个虚拟节点之间有链路，则这两个虚拟节点不能映射在同一个服务器上；以及，4)一个虚拟节点只能映射到一个服务器上。5.根据权利要求1所述一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法，其特征在于：所述基于贪婪算法的虚拟节点迁移策略包括以下步骤：1.1)首先对某瓶颈节点上承载的虚拟节点按照其所占用的计算资源从大到小进行排序，再按照该排序将虚拟节点依次从瓶颈节点迁移到能够满足虚拟节点的资源需求且能使Carrier-SDN网络计算资源不均衡度最小的服务器上，当整个Carrier-SDN网络的计算资源不均衡度不再减小，停止该瓶颈节点上承载的剩余虚拟节点的迁移；1.2)针对其它瓶颈节点重复步骤1.1)的过程，直至消除Carrier-SDN网络中出现的瓶颈节点，使得各服务器上的剩余计算资源均匀分布；所述基于贪婪算法的虚拟链路迁移策略包括以下步骤：2.1)首先对某瓶颈链路上承载的虚拟链路按照其所占用的带宽资源从大到小进行排序，然后按照该排序将虚拟链路依次从瓶颈链路上迁移到能够满足虚拟链路资源需求且能使Carrier-SDN网络带宽资源不均衡度最小的路径上，当整个Carrier-SDN网络的带宽资源不均衡度不再减小，停止该瓶颈链路上承载的剩余虚拟链路的迁移；2.2)针对其它瓶颈链路重复步骤2.1)的过程，直至消除Carrier-SDN网络中出现的瓶颈链路，使得各路径上的剩余带宽资源均匀分布。6.根据权利要求5所述一种基于资源守恒的虚拟网络重配置方法，其特征在于：所述计算资源不均衡度定义为连接至Carrier-SDN网络的服务器上的剩余计算资源的标准方差：其中，DN为计算资源不均衡度，com(i)为连接至Car...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲桦，赵季红，樊斌，苏珂嫄，郭涯，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