无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法技术

本发明专利技术涉及移动通信技术领域，特别涉及一种无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法，包括：将在节点的映射范围中节点映射能力最强的节点，并选择该节点的链路干扰最小的链路；计算节点承载能力和链路承载能力，若链路承载能力大于等于链路承载阈值，则将虚拟网络中的节点和链路映射到物理网络网络中的节点和链路；若链路承载能力小于承载阈值，则计算节点、链路的直接映射成本和延迟映射成本，若节点的直接映射成本小于等于延迟映射成本，则将节点和链路直接从虚拟网络映射到物理网络，否则根据时延将节点和链路直接从虚拟网络映射到物理网络；本发明专利技术实现物理网络高效运行，大幅度的减少了链路干扰，增大映射成功的概率。

【技术实现步骤摘要】
无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法
本专利技术涉及移动通信
，特别涉及一种无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法。
技术介绍
随着无线网络技术的日益成熟，多元化业务的大量涌现，无线网络技术也面临着很多的挑战，如无线网络技术的兼容，不同制式的网络共存和利用等。网络虚拟化技术的提出，解决了当前网络僵化问题，是一种有效的资源管理方式，通过对底层物理资源的切片，满足不同业务的需求，充分发挥资源共享，实现资源的灵活调度，有效的抽象、隔离机制，实现不同制式网络的共存，达到资源的高效利用。在虚拟网络环境中，传统的网络服务提供商解耦成基础设施提供商(InP，infrastructureprovider)和服务提供商(SP，serviceprovider)。SP根据用户的虚拟请求，从InP租赁资源按需构建虚拟网络为用户提供服务。这种将传统网络解耦成两种提供商的虚拟化技术，让服务提供商和基础设施提供商相互分离，多种异构网络就能共享底层物理资源，降低了物理网络设施的维护成本。在网络虚拟化中，映射过程分为节点映射和链路映射两个过程。在映射过程中，同时考虑资源约束、拓扑结构、链路可靠性等多方面问题时，映射问题是一个NP-Hard问题。目前，在网络虚拟化的映射算法研究中依然面临很多难题，尤其在无线网络虚拟化中更加复杂，无线环境还需要考虑链路干扰、可靠性、资源传输速率以及自身的结构问题，其优化算法还需要更深入的研究。ManoT在(参见文献：ManoT,InoueT,MizutaniK,etal.Reducingdensevirtualnetworksforfastembedding[C]//IEEEINFOCOM2016-the,IEEEInternationalConferenceonComputerCommunications.IEEE,2016:1-9.)中考虑到虚拟网络映射时间复杂度较高，通过对虚拟网络进行预处理。作者考虑将虚拟网络拓扑用完全图来表示，在映射之前先将虚拟网络请求简化为简单图，从而减少虚拟网络的映射时间，提高虚拟网络的映射成功率和物理资源利用率；ZhuQ在(参见文献：ZhuQ,ZhangX.Game-theorybasedpowerandspectrumvirtualizationformaximizingspectrumefficiencyovermobilecloud-computingwirelessnetworks[C]//InformationSciencesandSystems.IEEE,2015:1-6.)中为了有效的将物理网络的无线资源分配给各个虚拟网络，作者提出了一种基于博弈论的分配方案，解决了频谱资源和功率资源的分配问题。在文献中，作者将为无线资源分配的过程看作一个博弈的过程，移动用户从底层物理网络中获取无线资源进行竞价，通过寻找纳什均衡解，从而最大化网络收益和资源利用率。在无线网络虚拟化的环境下，映射算法的研究也比较少，将有线的映射算法直接运用到无线也是不合适的；在现有的无线网络虚拟化的映射算法中，资源分配不仅要考虑节点、链路的分配，还要考虑虚拟请求的拓扑结构，无疑增大了映射的复杂性，如何合理分配资源才能避免不必要的资源浪费是在映射过程中必须考虑的问题；同时，虚拟请求动态变化的不可预知性，请求的改变可能会导致原方案无法满足新的需求，这种高度动态环境下，映射问题也变得更加复杂。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法包括：S1、在虚拟节点的映射范围中找到节点映射能力最强的虚拟节点，称为最强虚拟节点，为最强虚拟节点选择最优的虚拟链路；S2、计算最强虚拟节点的最优的虚拟链路的链路承载能力QL，若QL大于链路承载阈值Q，则进行节点映射和链路映射，否则进行步骤S3；S3、计算最强虚拟节点在直接映射路径上的成本和延迟映射路径上的成本，若直接映射路径上的成本小于延迟映射路径上的成本，则进行节点映射和链路映射，否则等待时延结束后再进行节点映射和链路映射，其中直接映射路径上的成本包括映射成本，延迟映射路径上的成本包括映射成本和等待成本。优选的，为最强虚拟节点选择最优的虚拟链路包括根据链路剩余资源和链路干扰得到物理链路的链路权值ζ，用迪杰斯特拉算法最短路径算法选取两个节点之间链路权值最小的链路，链路权值表示为：其中，dI(lS)表示对链路lS的干扰，CL(lS)表示链路lS的可用资源。优选的，对链路lS的干扰dI(lS)表示为：其中，dI(lS)表示与链路lS直接相连的链路以及与链路lS本生的干扰，σ为常数，dl表示与链路lS直接相连的链路条数，CL(lS)表示物理链路lS的可用资源。优选的，所述节点映射能力包括：其中，M(nS)表示物理节点nS的映射能力，CL(lS)表示物理链路lS的可用资源，CN(nS)表示物理节点nS的可用资源，LS表示物理链路的集合，m表示与节点nS直接相连的链路条数，表示在物理链路的集合LS中与物理节点nS直接相连的链路。优选的，链路可用资源CL(lS)表示为：其中，bandwidth(lS)表示物理链路lS的带宽，bandwidth(lV)表示虚拟链路lV的带宽。优选的，计算链路承载能力包括：链路承载能力表示为：优选的，映射成本表示为：其中，λ表示节点映射的权值；γ表示链路映射的权值；为节点单位成本，为链路单位成本。优选的，等待成本表示为：其中，D(GV)表示延迟的请求，μ表示时延的权值。优选的，计算链路承载能力包括：链路承载能力表示为：优选的，节点映射包括：将虚拟节点nV映射到物理节点nS中，节点映射过程需要满足以下条件：dis(location(nV),location(nS))≤D；其中，location(nV)表示虚拟节点nV的地体位置，location(nS)表示物理节点nS的地体位置，D表示虚拟请求节点的映射范围，表示将虚拟节点nV映射到物理节点nS上，dis(A,B)表示处于位置A的虚拟节点映射到处于位置B的物理节点的映射范围。优选的，述链路映射包括：将虚拟链路lV映射到物理链路lS中，链路映射需要满足以下条件：其中，pS表示物理路径。本专利技术根据物理网络负载的变化改变映射方法，当物理资源剩余量较少时，通过减缓虚拟请求进入物理网络的数量，缓解负载压力，实现物理网络高效运行；同时在映射过程中也充分考虑到链路干扰带来的影响，以链路干扰作为部分权值，并根据迪杰斯特拉算法(Dijkstra'sAlgorithm)找到路径，整个过程大幅度的减少了链路干扰，增大映射成功的概率。附图说明图1为本专利技术无线网络虚拟化映射的模型；图2为本专利技术无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法的流程图；图3为本专利技术的方法与基本虚拟网络嵌入算法(BasicVirtualNetworkEmbeddingAlgorithm，BVNEA)在接受率上的对比；图4为本专利技术的方法与BVNEA在收益成本比上的对比。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提出一种无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法包括：S1、在虚拟节点的映射范围中找到节点映射能力最强的虚拟节点，称为最强虚拟节点，为最强虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法，其特征在于，包括：S1、在虚拟节点的映射范围中找到节点映射能力最强的虚拟节点，称为最强虚拟节点，为最强虚拟节点选择最优的虚拟链路；S2、计算最强虚拟节点的最优的虚拟链路的链路承载能力QL，若QL大于链路承载阈值Q，则进行节点映射和链路映射，否则进行步骤S3；S3、计算最强虚拟节点在直接映射路径上的成本和延迟映射路径上的成本，若直接映射路径上的成本小于延迟映射路径上的成本，则进行节点映射和链路映射，否则等待时延结束后再进行节点映射和链路映射，其中直接映射路径上的成本包括映射成本，延迟映射路径上的成本包括映射成本和等待成本。

【技术特征摘要】
1.无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法，其特征在于，包括：S1、在虚拟节点的映射范围中找到节点映射能力最强的虚拟节点，称为最强虚拟节点，为最强虚拟节点选择最优的虚拟链路；S2、计算最强虚拟节点的最优的虚拟链路的链路承载能力QL，若QL大于链路承载阈值Q，则进行节点映射和链路映射，否则进行步骤S3；S3、计算最强虚拟节点在直接映射路径上的成本和延迟映射路径上的成本，若直接映射路径上的成本小于延迟映射路径上的成本，则进行节点映射和链路映射，否则等待时延结束后再进行节点映射和链路映射，其中直接映射路径上的成本包括映射成本，延迟映射路径上的成本包括映射成本和等待成本。2.根据权利要求1所述的无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法，其特征在于，为最强虚拟节点选择最优的虚拟链路包括根据链路剩余资源和链路干扰得到物理链路的链路权值ζ，用迪杰斯特拉算法最短路径算法选取两个节点之间链路权值最小的链路，链路权值表示为：其中，dI(lS)表示对链路lS的干扰，CL(lS)表示链路lS的可用资源。3.根据权利要求2所述的无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法，其特征在于，所述对链路lS的干扰dI(lS)表示为：其中，dI(lS)表示与链路lS直接相连的链路以及与链路lS本生的干扰，σ为常数，dl表示与链路lS直接相连的链路条数，CL(lS)表示物理链路lS的可用资源。4.根据权利要求1所述的无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法，其特征在于，所述节点映射能力包括：其中，M(nS)表示物理节点nS的映射能力，CL(lS)表示物理链路lS的可用资源，CN(nS)表示物理节点nS的可用资源，LS表示物理链路lS的集合，m表示与节点nS直接相连的链路条数，表示在物理链路的集合LS中与物理节点nS直接相连的链路。5.根据权利要求3所述的无线网络虚拟化中节点与链路的延迟映射方法，其特征在于，物理链路的可用资源CL(lS)表示为：其中，bandwidth(lS)表示物理链路lS的带宽，bandwidth(lV)表示虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云，户馨，吴广富，陈吕洋，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50