光網(wǎng)絡(luò)中的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題研究.pdf

1、面對云計算如此高速地發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的爆炸式增長以及用戶需求的多樣化，網(wǎng)絡(luò)的資源將變得尤為緊張。研究人員們?yōu)榱司徑饩W(wǎng)絡(luò)資源如此緊張的壓力而提出了網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)。作為網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容之一，虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題解決的是該技術(shù)中的資源分配問題。由于不同的底層網(wǎng)絡(luò)具有其自身的特性，因此在進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射時需要結(jié)合不同的底層網(wǎng)絡(luò)約束進(jìn)行優(yōu)化。
　　靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)傳輸速率和調(diào)制碼型來合理分配頻譜資源，實現(xiàn)較寬范圍內(nèi)的全光通道連接。

2、因此研究靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)下的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題具有一定的意義。本文旨在進(jìn)行調(diào)制方式可選和能耗感知的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題的研究。
　　在調(diào)制方式可選的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射研究中，首先根據(jù)靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)的柵格數(shù)的連續(xù)性、映射不重疊性等特點設(shè)計了一個ILP模型。在模型中以最小化映射資源代價為目標(biāo)函數(shù)，以路由約束、資源約束、距離與調(diào)制方式選擇約束等為模型的約束條件。然后，根據(jù)模型的結(jié)果進(jìn)行分析，設(shè)計了一個兩階段映射的啟發(fā)式算法。在該算法的虛節(jié)點映射階段，

3、本文兼顧負(fù)載均衡和聚集映射。在虛鏈路映射階段，本文為底層網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點對計算前K條最短路，在映射時遍歷這K條路徑。在遍歷中，通過計算路徑長度選擇合適的調(diào)制方式，計算虛鏈路實際所需的柵格數(shù)，之后尋找公共的可用連續(xù)柵格數(shù)。最后，對比模型與算法的性能：算法的結(jié)果在節(jié)點負(fù)載均衡和求解時間上遠(yuǎn)優(yōu)于模型的結(jié)果，模型在映射代價和請求阻塞率上優(yōu)于算法的結(jié)果。
　　此外，全球能源危機(jī)的出現(xiàn)使得如何減少網(wǎng)絡(luò)能耗、降低網(wǎng)絡(luò)運維成本成為當(dāng)前亟待解決的問題

4、。因此，本文基于靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)對能耗感知的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題進(jìn)行研究。通過分析靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點和鏈路能耗特點，本文設(shè)計了ILP模型。在模型中以最小化映射能耗為目標(biāo)函數(shù)，以路由約束、節(jié)點與鏈路激活約束等為模型的約束條件。根據(jù)映射特點，本文還設(shè)計了能耗問題的啟發(fā)式算法。在算法的虛節(jié)點映射階段中，在盡可能使節(jié)點映射成功的基礎(chǔ)上以最小化節(jié)點映射能耗為目標(biāo)進(jìn)行映射。在虛鏈路映射階段，以最小化鏈路映射能耗為目標(biāo)首先在on狀態(tài)的物理網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行映射