[发明专利]一种基于SDN的虚拟网映射二维资源碎片度量方法

说明书

本发明公开了一种基于SDN的虚拟网映射二维资源碎片度量方法。本发明具体实现步骤如下：步骤1、二维负载均衡度量的离散化处理；步骤2、权值函数的选取与二维负载均衡度量；步骤3、基于时间‑带宽二维的网络资源元碎片分析；步骤4、基于粗糙集理论对二维网络资源碎片度量。本发明针对带宽和时间资源所产生的二维资源碎片，提出了基于粗糙集理论的二维资源碎片度量方法，对资源碎片进行多指标更为完善的刻画与决策。本发明从而极大地提高虚拟网映射成功率，提升了网络资源的利用率，具有广泛的商业应用价值。

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，具体是一种融合了链路带宽与时间维度的基于SDN的虚拟网映射二维资源碎片度量方法。

背景技术

作为实现网络虚拟化关键技术之一的虚拟网映射是将虚拟网的虚拟节点和虚拟链路指派到物理网络的节点和路径上，并根据虚拟网请求分配资源(如节点CPU、链路带宽等)。目前已提出了许多算法来解决虚拟网映射问题，但现有算法对收到的虚拟网请求都是根据物理网络当前时刻的资源剩余情况做出决策，即物理网络剩余资源能满足虚拟网映射约束则接纳该虚拟网请求，否则拒绝该请求。然而在实际应用中，虚拟网请求映射后不是立即在物理网上分配资源并运行，而是等虚拟网请求的起始运行时间到达后才分配资源并运行，因此在做虚拟网映射时，应综合考虑从起始运行时间起到运行终止时间这一段的物理网络剩余资源。并且这些算法的处理方式没有考虑物理网络剩余资源动态变化性，一方面是由于虚拟网请求的动态到达，不断有新的虚拟网构建，需要分配资源；另一方面虚拟网有一定的生命周期，到了某个时刻需要拆除释放资源。因此如何在充分考虑现实网络的时间特性的前提下进行虚拟网映射是一个很实际且很重要的问题。

由于时间因素的刚性(不可移动性)，在对资源预分配的过程中会使得物理网资源成碎片状结构，再者由于虚拟网请求的开始时间和生命周期两个因素的存在使得物理网资源由许多不同的块状组合而成。由于物理网资源由不同的块组合而成，故会产生许多断断续续的可利用资源片段，如何度量这些资源碎片会对网络资源的利用率和整个网络的持久运营产生很大影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于SDN的虚拟网映射二维资源碎片度量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案，具体包括以下步骤：

步骤1、二维负载均衡度量的离散化处理方法

虚拟网对网络负载均衡影响的时间范围是在其运行起止时间内，而在该时间范围内链路上的负载随着不同虚拟网的开始与结束是在不断变化的。本发明在虚拟网对网络负载均衡影响的时间范围内将虚拟网构建的最小时间单位离散化，定义最小服务时间单位为slice，其中slice＝t_i-t_j,i＞0i-j＝＝1，链路i可用网络带宽资源定义为使得从当前时刻来看，每个时间片内各链路负载是固定的，从而可按照传统一维负载均衡的计算方法求得每个时间片内的负载均衡度。

步骤2、权值函数的选取与二维负载均衡度量

不同时间片内的负载均衡度对当前时刻的二维负载均衡度影响是不一样的，离当前时刻越近，其影响也就越大。对于权值的选取，本发明采用Sigmoid(S形)函数，该函数是良态的、严格递减函数，并无限逼近一个临界值，是一个良好的阈值函数，且该函数满足在此基础上，以各时间片起止时间作为积分上下限，通过对权值函数进行积分以获得该时间片负载均衡度的权值。在此基础上，首先计算链路i上的时间-带宽二维负载L_i，采用指数权重位移平均EWMA方法，其中B_i为链路i的总带宽，然后计算t时刻的二维负载均衡度

步骤3、基于时间-带宽二维的网络资源元碎片分析