[发明专利]一种基于节点熵的虚拟网络映射方法

说明书

本发明提供一种基于节点熵的虚拟网络映射方法，其是在考虑节点资源属性的同时，加入节点度和聚类系数信息等拓扑属性。首先，提出了节点熵的概念，将网络的资源属性和拓扑属性结合起来作为衡量节点重要性的评价标准；其次，将虚拟节点映射到与其节点熵最为相近的物理节点上；最后，采用迪杰斯特拉最短路径算法将虚拟链路映射到物理链路上。算法极大地提高了虚拟网络接受率、网络收益代价比和底层网络的资源利用率。

技术领域

本发明涉及虚拟网络，具体为一种基于节点熵的虚拟网络映射方法。

背景技术

互联网是当前人类社会最重要的基础设施之一，将全世界的人们紧密的联系在一起，从互联网诞生，到现在的几十年时间里，互联网极大的改变了人们的生活，尤其是近十年来随着计算机技术的发展，网络的不断普及，给人们的生活带来了极大的便利。目前互联网上运行着大量的应用以及各种各样的网络技术。已经形成了一个无所不在的覆盖世界的互通网络，成为了当今社会重要的基础设施和生产力，远远超出了当初设立时的预想。

互联网设计的初衷是为了确保网络在特殊情况下的可生存性，而不是支持大规模的通信，因此，当初的互联网体系架构设计遵循了简单接入的原则。然而，随着网络的不断普及和发展，越来越多的用户和设备的接入，导致网络规模的不断扩大，各种新应用的层出不穷，也导致当前的网络结构变得越来越复杂，网络的发展遇到了新的瓶颈。例如，无法细粒度的控制和管理网络、不能够保障网络的服务质量，对移动性的支持不足等等。可以说当前网络的发展已经处在一个僵化的状态，新的网络服务和网络功能不能够快速部署，整个网络架构和核心协议演进缓慢。并且随着技术的发展，新应用的涌现，对网络也提出了更高的要求。

为了应对当前网络所面临的各种问题，学术界和工业界都在不断的探索，其中最具有代表性的就是网络虚拟化技术(Network Virtualization)和软件定义网络(SoftwareDefining Network)。传统因特网把控制逻辑和数据转发逻辑紧耦合在网络设备上，导致网络控制平面管理的复杂化，也使得网络控制层面的技术的更新很难直接部署在现有的网络上，灵活性以及扩展性都受到了限制。软件定义网络通过逻辑集中化的控制器对网络中的所有设备进行统一控制，网络中交换机只负责转发网络数据包，通过这样一种架构网络被划分为控制层和转发层。这种控制和转发相分离的结构以及逻辑集中的控制机制便于实现对全局网络的集中化的管理和配置，有利于实现网络的可编程性、可控性、可扩展性以及灵活性，能够有效的解决传统网络演进中的僵化现象。

网络虚拟化的实质是通过将物理网络中的资源经过抽象、分配、隔离技术，最终实现在同一个物理网络承载多个相互独立互不影响的虚拟网络，物理网络需要对资源进行合理的组织和调度，以分配给不同的虚拟网络，提供灵活可靠的虚拟网络服务。网络虚拟化的基本实体是虚拟网络，一个虚拟网络是一组虚拟节点和虚拟链路形成的虚拟拓扑。同一个物理网络上的多个逻辑网络，属于不同的服务提供商，基础设施提供商可以向不同的虚拟网络提供不同的网络拓扑资源，不同的虚拟网络的使用和管理相互独立，彼此互不影响。通过网络虚化技术，能够有效的提高网络资源的利用率，对于解决网络僵化问题具有重要的意义。

SDN作为一种全新的网络架构是网络虚拟化众多实现方式中的一种。它诞生于美国GENI项目资助的斯坦福大学Clean Slate课题，由Nick McKeown教授在2009年正式提出。其主要采用分层的思想，将传统网络节点的控制功能和转发功能相分离，通过逻辑集中的控制器对网络中所有设备进行统一的控制，网络中的交换机只具有转发网络数据包的功能。这种机制便于实现对全局网络的集中化管理和配置。由于SDN网络的逻辑集中控制能力能够将全网看作一个逻辑可编程的实体，因此在SDN网络上完成网络虚拟化将具有非常大的便利，不仅能够充分利用SDN网络控制与转发的优势，并且可以利用网络虚拟化的优点达到网络资源被充分利用的目的，最大化的发挥资源共享的优势。