[发明专利]一种基于历史数据实现拓扑感知的虚拟网络映射方法

摘要

一种基于历史数据实现拓扑感知的虚拟网络映射方法，包括下列操作步骤：(1)根据底层物理网络积累的虚拟网络成功映射的历史数据集合，计算底层物理网络节点之间的依赖关系矩阵M；(2)根据虚拟网络中虚拟节点对中央处理单元CPU资源的需求大小，从大到小对虚拟网络的所有虚拟节点进行排序；(3)根据依赖关系矩阵M，按照顺序依次进行虚拟节点到底层物理节点的节点映射；(4)节点映射完毕之后，按照设定的链路映射方法实现虚拟网络的虚拟链路到底层物理网络的物理路径之间的映射。本发明方法实现了对底层物理网络资源能力的科学评价，通过感知虚拟网络的拓扑结构，实现节点映射的优化选择，提高了虚拟网络映射的长期平均成功率。

主权项

一种基于历史数据实现拓扑感知的虚拟网络映射方法，其特征在于：所述方法包括下列操作步骤：(1)根据底层物理网络积累的虚拟网络成功映射的历史数据集合，计算底层物理网络节点之间的依赖关系矩阵M，具体包括如下操作步骤：(11)对底层物理网络的所有物理节点从1进行编号，直到编号n，n是一个自然数，等于底层物理网络的物理节点数目；(12)从底层物理网络积累的虚拟网络成功映射的历史数据集合中，取出每一个映射记录；对每一个映射记录，都构造一个n行n列的空矩阵P，初始时该矩阵P的每个元素值为0值；在该映射记录中，如果第i个底层物理节点至少被该映射记录中一个虚拟节点成功映射过，则让矩阵P的第i行第i列的元素a_ii取值为1；在该映射记录中，如果第i个底层物理节点和第j个底层物理节点之间的一条物理路径至少被该映射记录中的一条虚拟链路成功映射过，则让矩阵P的第i行第j列的元素a_ij和第j行第i列的元素a_ji都取值为该条物理路径的跳数的倒数，其中i和j都是大于等于1、小于等于n的自然数，i和j必须不相等；(13)把步骤12中所构造的所有矩阵P进行矩阵相加求和，得到一个新的n行n列矩阵S；(14)对矩阵S进行归一化处理，得到底层物理网络节点之间的依赖关系矩阵M；归一化处理的具体方式是：对于矩阵M第i行第i列的元素M_ii取值为该元素表示底层物理网络第i个物理节点的平均重要度因子；对于矩阵M第i.行第j列的元素M_ij取值为该元素表示底层物理网络第i个物理节点和第j个物理节点之间的平均关联度因子；上述式中S_ii表示矩阵S第i行第i列的元素，S_ij表示矩阵S第i行第j列的元素，i和j都是大于等于1、小于等于n的自然数，i和j必须不相等；(2)对于一个需要进行映射的虚拟网络，根据该虚拟网络中虚拟节点对中央处理单元CPU资源的需求大小，从大到小对该虚拟网络的所有虚拟节点进行排序；(3)根据所述的依赖关系矩阵M，按照设定的节点映射方法，对所述的虚拟网络中的虚拟节点按照已经排好的顺序依次进行虚拟节点到底层物理节点的节点映射，具体包括如下操作步骤：(31)拿出当前排在最前面的还未进行节点映射的虚拟节点；(32)如果该虚拟节点没有父节点，则从所述的依赖关系矩阵M中找到当前能够满足该虚拟节点的CPU资源要求并且平均重要度因子最高的底层物理节点，把该虚拟节点映射到该物理节点上；如果该虚拟节点有e个父节点，则首先找出与该虚拟节点所有父节点有对应映射关系的e个底层物理节点；然后从所速的依赖关系矩阵M中找到一个当前能够满足该虚拟节点的CPU资源要求的底层物理节点，并且要求该物理节点分别到所述的e个底层物理节点的平均关联度因子的联乘积最大，于是把该虚拟节点映射到该物理节点上；e是一个大于等于1的自然数；所述的虚拟节点的父节点是指与该虚拟节点邻接并且排序排在该虚拟节点之前的虚拟节点，当该虚拟节点进行节点映射时，该虚拟节点的父节点已经完成节点映射了；(33)回到步骤31，直到所有虚拟节点完成映射；(4)节点映射完毕之后，按照设定的链路映射方法实现虚拟网络的虚拟链路到底层物理网络的物理路径之间的映射。