[发明专利]一种基于最大加权匹配的链路优先虚拟网络映射方法

说明书

本发明公开了一种基于最大加权匹配的链路优先虚拟网络映射方法，涉及计算机网络技术领域，尤其涉及虚拟网络映射，本方法能有效减少虚拟链路的物理链路条数。本发明在链路优先映射方法的基础上，将随机链路映射改为以链路距离最小化为目标的映射方式，并且新定义一种链路综合带宽度量指标，综合考虑链路自身的带宽和邻接链路的带宽，然后将最大加权匹配中的首条虚拟链路映射到综合带宽度量指标最大的物理链路上，提升后续的映射成功概率。通过上述方案，本发明能够有效减少虚拟网络映射结果中虚拟链路的平均物理链路条数，并提升虚拟网络的接受率。

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，特别涉及一种基于最大加权匹配的链路优先映射方法。

背景技术

网络虚拟化技术可以在底层物理网络上创建出多个逻辑上相互独立的虚拟网络，虚拟网络映射问题是网络虚拟化领域的重要研究内容，高效的虚拟网络映射算法可以提升网络资源利用率，提供高质量的虚拟网络映射结果。

虚拟网络映射问题本质上是研究如何对物理网络的资源进行合理分配，但这种资源分配问题具有许多新特性，如请求的资源和待分配的资源均具有网络结构，分配资源的约束条件较多，因此是极具挑战性的。如何设计虚拟网络映射算法高效合理地进行虚拟网络映射是网络虚拟化领域的关键技术。

目前虚拟网络映射算法分为精确解算法和非精确解算法。精确解算法的总体思路是基于最优化理论，将虚拟网络映射问题建模并划归到数学规划问题，通过最优化理论求得数学规划问题的最优解。非精确解法一般通过启发式的方式，利用待解问题的特性，通过特定的求解方式，在可接受的时间内给出较优的可行解。

不同算法对虚拟网络映射失败的情况也做了不同的处理，一类是直接拒绝映射失败的虚拟网络请求，每一个虚拟网络请求到达便立即处理以保证应用场景所需的实时性。另一类则设计了带时间窗的处理模型，将在同一个时间窗内到达的虚拟网络请求按照其可能带来的收益进行从大到小的排序并依次尝试映射。将映射失败的虚拟网络请求放回等待队列，在下一个时间窗口中将等待队列中的虚拟网络请求取出并和新到达的虚拟网络请求一同处理，若超过指定的时间还没有被映射的请求将被拒绝。这样处理虽然可以提升运营商的收益，但是虚拟网络请求必须要等到时间窗口结束后才集中处理，这样用户申请虚拟网络请求的实时性将无法被满足。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种基于最大加权匹配的链路优先虚拟网络映射方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于最大加权匹配的链路优先虚拟网络映射方法，包括以下步骤：

步骤一：计算给定的网络拓扑图的最大加权匹配；

步骤二：将最大加权匹配中所有的虚拟链路按照带宽需求进行降序排序，对首条待映射的虚拟链路，将其映射到链路综合带宽度量指标值最大的物理链路上，其余虚拟链路依次以链路距离最小为目标选择物理链路，即选择与被映射的物理链路之间平均距离最小的物理链路；

步骤三：剩余未映射的虚拟节点按照资源值的大小进行降序排序，然后依次映射到使整体链路资源开销最小的物理节点上；

步骤四：剩余未被映射的虚拟链路使用KSP映射算法进行映射。

其中，步骤二中链路综合带宽度量指标值的计算公式为：