一种节点链路压力权重自适应均衡的虚拟网络映射方法

摘要

本发明提供了一种节点链路压力权重自适应均衡的虚拟网络映射方法。该方法可以根据当前物理网络节点链路压力的状态，对虚网节点映射的优化目标进行实时调整，使该优化目标中节点压力和链路压力的权重得到自适应均衡，并使用了检测机制，以保证权重的自适应均衡不会发散，从而使虚网映射的结果具有节点链路压力综合最优的特性。该方法可以增强虚网运营的稳定性，对网络虚拟化技术在网络运营中的实践应用具有重要意义。

主权项

一种节点链路压力权重自适应均衡的虚拟网络映射方法，在一个时间窗内进行虚拟网络映射的步骤包括：A.统计本时间窗内所有虚网请求，记为集合R^v；B.若R^v为空，进入步骤F；若R^v不为空，选取当前虚网规模最大的虚网请求VN_k，统计VN_k中所有虚网节点，记为集合N^v；C.若N^v为空，则节点映射结束，进入步骤E；若N^v不为空，则选取节点规模最大的虚网节点从底层物理网络中选出节点的剩余CPU容量大于节点的CPU容量的物理网络节点集合，记为N^s；D.若N^s为空，则该虚网请求映射失败，进入步骤F；若N^s不为空，根据权重调节参数α的当前值计算N^s中每个物理网络节点i的H_stress(i)，选取H_stress(i)最小的物理网络节点并将步骤C中选取的虚网节点映射至该物理网络节点上；将从N^v中删除，返回步骤C；其中，$H_{stress}\left(i\right)=[{\mathrm{\alpha S}}_i^n+(1-\alpha )\underset{j\in L\left(i\right)}{\Sigma }{S}_j^l][\underset{u\in N_A}{\Pi }d(i,u)+1]$上式中，L(i)表示与节点i直接相连的链路集合，α是权重调节参数，α∈(0,1)；d(i,u)表示i、u两点之间的距离(跳数)；N_A表示本虚网请求中已经映射成功的虚网节点所对应的物理网络节点集合；是指底层物理网络节点i的压力，是指底层物理网络链路j的压力，定义如下：$S_i^n=1-R_i^n/C_i^n$$S_j^l=1-R_j^l/C_j^l$其中，和分别指该物理网络节点i当前剩余的CPU容量和总CPU容量，和分别指该物理网链路j当前剩余的带宽容量和总带宽容量；其中权重参数α的定义为：$\alpha ={\alpha }^{-}[1+\beta [(S_{max}^n-\overline{S^n})-(S_{max}^l-\overline{S^l})\left]\right]$上式中，α^‑表示上个时间窗的α值，β表示α的收敛速度；N为物理网络节点数量；L为物理网络链路数量；$S_{max}^l=max\left\{S_j^l\right\},(j\in \{1,2,...,L\left\}\right),$$S_{max}^n=max\left\{S_i^n\right\},(i\in \{1,2,...,N\left\}\right),$和则分别表示最大节点链路压力与平均节点链路压力的差值，平均值用于保证系统压力基准随着虚网请求的变化而不断调整；α的初值设置为[1‑(1/D)]，其中D表示物理网络节点的平均连接度，β设置为0.1，以保证系统的稳定性；E.使用最短路径算法完成链路映射，若映射失败，则将该请求送入下个时间窗或直接拒绝；若映射成功，则更新底层物理网络状态，将VN_k从R^v中删除，返回步骤B；F.根据更新后的物理网络状态计算下一个时间窗的α值，并应用判断机制检验修正α值，该时间窗虚网映射结束。