一种基于接近度中心性的虚拟资源分配方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于接近度中心性的虚拟资源分配方法及系统，该方法借鉴社会网络中的节点的接近度中心性定义，所述方法包含：用于进行节点映射的步骤；用于进行链路映射的步骤；其中，所述节点映射步骤将底层网络和虚拟网络的拓扑中的各节点的重要性用社会网络中的节点的接近度中心性定义进行类比，获得各节点在虚拟网络或物理网络中的重要性指标，再将分别来自虚拟网络和物理网络中的相对重要的节点之间进行映射，同时将分别来自于虚拟网络和物理网络中的相对不重要的节点之间进行映射，完成从虚拟网络节点到底层网络节点的映射；所述重要性指标又称为接近度，其定义为：一个节点到网络中所有可达节点的最短路径的和最小，则该节点在网络中更加接近中心也越重要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机网络管理领域，特别涉及网络虚拟化环境下一种基于接近度中心性的虚拟资源分配方法及系统。
技术介绍
在网络虚拟化环境和数据中心网络环境中，虚拟资源如何高效的映射到底层物理资源，即如何实现虚拟资源的高效分配，是一个十分重要的问题。虚拟资源的分配，就是如何高效的根据用户或者服务提供者的网络资源请求，选取底层网络上的物理资源，创建满足用户需求的虚拟网络。虚拟资源的分配，需要满足带宽、链路、位置信息等多方面的限制条件。目前的虚拟网映射算法大多采用先进行节点映射，后进行链路映射的方式。节点映射的结果决定着链路映射的成功率，但在现有技术中节点的映射过程中并没用有效的考虑网络的拓扑结构及其节点之间的相互影响，这不利于网络映射整体成功率的提高。在网络虚拟化环境和数据中心网络环境中，虚拟资源如何高效的映射到底层物理资源，即如何实现虚拟资源的高效分配，是一个十分重要的问题。虚拟资源的分配，就是如何高效的根据用户或者服务提供者的网络资源请求，选取底层网络上的物理资源，创建满足用户需求的虚拟网络。虚拟资源的分配，需要满足带宽、链路、位置信息等多方面的限制条件。在这里，我们将虚拟资源的分配问题抽象为一个图的问题，将虚拟网络的拓扑和底层物理网络的拓扑都以图的形式来描述。通常底层网络可以描述为带权重的无向图，标记为Gs = (Ns,Es),Ns为底层节点的集合，Es为底层链路的集合。虚拟网也可以表示为带权重的无向图，描述Gv= (Nv, Ev)，包括虚拟节点的集合Nv，与虚拟链路的集合Ev。虚拟网的映射过程，就是虚拟网络拓扑与物理网络拓扑相匹配的过程。虚拟网的映射包括节点映射和链路映射两个阶段。节点映射主要考虑CPU能力的限制，链路映射着重考虑链路的可用带宽。图l-a、l-b和图Ι-c展示了两个虚拟网络请求向底层网络的映射，其中虚拟网I与虚拟网2共享了节点A、B和AB之间链路上的资源。目前存在许多虚拟资源分配的算法，可以按照以下几种方式对目前的虚拟网络映射算法进行分类:(I)按照是否充分考虑了底层网络或虚拟网络的节点和链路资源约束进行分类，可分为同时考虑节点和链路资源约束的映射算法与忽略节点或链路资源约束的映射算法。(2)按照不同的底层网络资源分配方式进行分类，可分为静态映射算法与动态映射算法。静态映射算法是指静态地为虚拟网络分配固定比例的底层网络资源，而动态映射算法又分为动态自适应和动态重配置的映射算法。(3)按照虚拟网络请求处理方式进行分类，可分为在线映射算法和离线映射算法。离线映射是指在其被映射前，所有的虚拟网络请求信息是已知的，而在线映射算法不对虚拟网络请求的到达时间，持续时间以及拓扑信息等作任何假设。(4)按照不同的虚拟网络映射计算方式进行分类，可分为集中式映射算法和分布式映射算法。分布式的虚拟网络映射算法一般通过底层节点协同完成虚拟网络映射，集中式的虚拟网络映射算法由中心决策机构根据底层网络资源状况，为虚拟网络请求分配相应资源。(5)按照不同的虚拟节点和链路映射顺序进行分类，可分为二阶段映射(虚拟节点优先映射)与一阶段映射(虚拟节点和链路同时映射)。二阶段映射算法的节点映射阶段和链路映射阶段是分离的，而一阶段映射的虚拟节点和链路映射是在同一阶段完成的。表1.虚拟网络映射算法分类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于接近度中心性的虚拟资源分配方法，该方法借鉴社会网络中的节点的接近度中心性定义，所述方法包含如下步骤：用于进行节点映射的步骤；用于进行链路映射的步骤；其中，所述节点映射步骤将底层网络和虚拟网络的拓扑中的各节点的重要性用社会网络中的节点的接近度中心性定义进行类比，获得各节点在虚拟网络或物理网络中的重要性指标，再将分别来自虚拟网络和物理网络中的相对重要的节点之间进行映射，同时将分别来自于虚拟网络和物理网络中的相对不重要的节点之间进行映射，完成从虚拟网络节点到底层网络节点的映射；所述重要性指标又称为接近度，其定义为：一个节点到网络中所有可达节点的最短路径的和最小，则该节点在网络中更加接近中心也越重要；如果一个节点到其余所有节点的最短路径和较大，则该节点更加接近网络的边缘也越不重要。

【技术特征摘要】
1.一种基于接近度中心性的虚拟资源分配方法，该方法借鉴社会网络中的节点的接近度中心性定义，所述方法包含如下步骤: 用于进行节点映射的步骤； 用于进行链路映射的步骤； 其中，所述节点映射步骤将底层网络和虚拟网络的拓扑中的各节点的重要性用社会网络中的节点的接近度中心性定义进行类比，获得各节点在虚拟网络或物理网络中的重要性指标，再将分别来自虚拟网络和物理网络中的相对重要的节点之间进行映射，同时将分别来自于虚拟网络和物理网络中的相对不重要的节点之间进行映射，完成从虚拟网络节点到底层网络节点的映射； 所述重要性指标又称为接近度，其定义为:一个节点到网络中所有可达节点的最短路径的和最小，则该节点在网络中更加接近中心也越重要；如果一个节点到其余所有节点的最短路径和较大，则该节点更加接近网络的边缘也越不重要。2.根据权利要求1所述的基于接近度中心性的虚拟资源分配方法，其特征在于，采用如下公式计算所述接近度:3.根据权利要求2所述的基于接近度中心性的虚拟资源分配方法，其特征在于，所述最短路径长度采用基 于 带宽因素的计算方法获取，具体包含如下步骤: 首先，任意一条路径P的长度定义如下:4.根据权利要求2所述的基于接近度中心性的虚拟资源分配方法，其特征在于，所述步骤I进一步包含如下子步骤: 步骤1-1)依据底层网络和虚拟网络的拓扑图统计底层网络和虚拟网络中各节点之间的距离； 步骤1-2)根据统计的各节点之间的距离计算各节点的接近度； 步骤1-3)将接近度按照大小进行排序，得到虚拟网络和物理网络的接近度队列； 步骤1-4)利用排序的结果作为先验知识，在节点映射算法的过程中，将虚拟网络和物理网络的接近度队列中的接近度按照“大到大，小到小”的映射规律按照接近度队列顺次完成的节点映射，使得接近度中心性更显著的虚拟节点与中心性更显著的物理网络节点相互匹配，完成节点映射。5.根据权利要求4所述的基于接近度中心性的虚拟资源分配方法，其特征在于，所述步骤1-1)之前还包含:采用Waxman模型生成底层网络和虚拟网络的拓扑图的步骤。6.根据权利要求5所述的基于接近度中心性的虚拟资源分配方法，其特征在于，当虚拟网请求到达时所述基于接近度中心性的虚拟资源分配方法具体包含如下步骤: 当虚拟网请求到...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子厚，于冰，韩言妮，林涛，唐晖，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：