uv觸發(fā)鏈路映射子單元對虛擬鏈路 I1·3進行映射；
[0046] 第二判斷子單元，用于判斷所述鏈路可用度最大的虛擬鏈路1"是否為虛擬鏈路中 的最后一個，如果是，觸發(fā)節(jié)點映射子單元，否則將下一個虛擬鏈路作為鏈路可用度最大的 虛擬鏈路觸發(fā)鏈路映射子單元；
[0047] 節(jié)點映射子單元，用于將可用物理網(wǎng)絡節(jié)點集合中的物理節(jié)點映射到虛擬節(jié) 點η1;
[0048] 控制器節(jié)點映射子單元，用于將跳數(shù)最少且滿足時延要求的未被映射的物理節(jié)點 映射為控制器節(jié)點。
[0049] 綜上所述，本發(fā)明實施例所述的一種虛擬網(wǎng)絡映射方法及裝置，根據(jù)虛擬網(wǎng)絡中 每個虛擬節(jié)點所對應的候選物理節(jié)點范圍，對底層物理網(wǎng)絡進行有效化簡，進而降低了映 射復雜性;優(yōu)先映射鏈路可用度最大的虛擬鏈路，可以有效減少虛擬鏈路映射平均跳數(shù)，減 少帶寬和流條目的使用量，進而減少映射開銷，增加映射收益；同時在完成鏈路映射和節(jié)點 映射后，選擇跳數(shù)最少且滿足時延要求的未被映射的物理節(jié)點作為控制器節(jié)點，確定了控 制器節(jié)點的位置?？梢姡景l(fā)明實施例所述的方案適用于SDN環(huán)境中的虛擬網(wǎng)絡映射，能夠 降低映射開銷。
[0050] 當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu) 點。
【附圖說明】
[0051] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0052]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種虛擬網(wǎng)絡映射方法的流程示意圖；
[0053]圖2中的(a)(b)(c)(d)分別為本發(fā)明實施提供的一個具體實施例中虛擬網(wǎng)絡請求 示意圖、底層物理網(wǎng)絡示意圖、聚合底層物理網(wǎng)絡示意圖、簡化底層物理網(wǎng)絡示意圖；
[0054] 圖3中的(a)(b)(c)分別為本發(fā)明實施例提供的一種虛擬網(wǎng)絡映射方法與其他的 虛擬網(wǎng)絡映射方法在平均跳數(shù)、平均開銷、和流條目利用率三個方面的對比示意圖；
[0055] 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種虛擬網(wǎng)絡映射裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0056] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0057] 為了便于對本發(fā)明實施例所提供的一種虛擬網(wǎng)絡映射方法的理解，首先介紹本發(fā) 明實施例所提供的一種虛擬網(wǎng)絡映射方法所基于的原理性內(nèi)容。具體介紹如下：
[0058]底層物理網(wǎng)絡用無向加權圖來表示，在本發(fā)明實施例中使用GS=(NS，ES)表示底層 物理網(wǎng)絡拓撲，其中Ns和Es分別代表物理節(jié)點集合和物理鏈路集合。對于物理節(jié)點集合N s = (妒\妒5)，爐6代表所有服務器節(jié)點的集合，表示底層物理網(wǎng)絡計算資源能力；妒5是支持 OpenFlow協(xié)議的所有交換機節(jié)點的集合，負責轉(zhuǎn)發(fā)消息。本發(fā)明實施例假設每一個交換機 節(jié)點Nss都與一個或多個服務器節(jié)點相連。為了簡化底層物理網(wǎng)絡，本發(fā)明中統(tǒng)一用N s來代 表物理節(jié)點集合，不再對物理節(jié)點是交換機或是服務器進行區(qū)分。每一個物理節(jié)點ns(n se Ns)所帶的相關屬性包括:物理節(jié)點CPU能力、物理節(jié)點流條目、物理節(jié)點地理位置，其中物 理節(jié)點CPU能力用c(n s)表示，物理節(jié)點流條目用fe(ns)表示，物理節(jié)點地理位置用loc(ns) 表示。e s(u，v) eEs代表連接物理節(jié)點u和物理節(jié)點v之間的物理鏈路。每一條物理鏈路的屬 性包括:鏈路帶寬bw(e s)和傳輸時延d(en) ^(sj)用來表示物理節(jié)點s到物理節(jié)點d之間的 所有物理鏈路的集合。與底層物理網(wǎng)絡相同，虛擬網(wǎng)絡GV=(N V，EV)請求也用無向加權圖來 表示，其中每一個虛擬節(jié)點nv(n veNv)所帶的屬性包含其CPU請求c(nv)、流條目請求量fe (nv)和希望映射物理位置范圍LbWeV)被用來表征虛擬鏈路ev(eveE v)的請求帶寬。對于每 一個虛擬網(wǎng)絡請求，一個最大傳輸時延D被用來表征鏈路映射時延要求。
[0059]為了在OpenFlow支持的SDN環(huán)境中的底層物理網(wǎng)絡實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡映射方案，本發(fā) 明需要預先建立虛擬節(jié)點映射模型、控制器節(jié)點映射模型、虛擬鏈路映射模型。在明確了節(jié) 點、控制器與鏈路映射模型之后，本發(fā)明會進一步描述虛擬網(wǎng)絡映射的收益與映射開銷，進 而明確發(fā)明目的為最小化虛擬網(wǎng)絡映射開銷。最后，為了實現(xiàn)最小化開銷映射方案，提出整 數(shù)線性規(guī)劃來簡化映射過程。下面將對這三步進行詳細說明。
[0060] 虛擬節(jié)點映射模型、控制器節(jié)點映射模型、虛擬鏈路映射模型具體介紹如下：
[0061] 節(jié)點映射過程可以描述為Mn:Nv^Ns，其中MN(n v)eNs，nveNv。為了確保計算資源的 優(yōu)化配置，應該確保同一個虛擬網(wǎng)絡中的不同虛擬節(jié)點映射到底層物理網(wǎng)絡的不同物理節(jié) 點上，因此可以得出= MYm17) ◎ Ξ 其中mv為虛擬節(jié)點。物理節(jié)點ns 的負載被定義為該物理節(jié)點nM^CPU使用量和流條目占用量的加權和。由于SDN環(huán)境中遵守 Op enF 1 ow協(xié)議的交換機不能主動計算路由方案，它們必須遵守存儲在流空間中的由控制器 節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的流條目指令，根據(jù)這些流條目指令對信息進行轉(zhuǎn)發(fā)操作。因此，對于一個物理 節(jié)點ns來說，其流條目占用量由兩部分組成:第一部分是虛擬節(jié)點映射到物理節(jié)點#所帶來 節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則的流條目占用量，第二部分是虛擬鏈路穿過物理節(jié)點11 5所引起的流表項的增 加部分。更確切的說，如果SN(ns)代表物理節(jié)點n s的節(jié)點負載壓力，上述過程用如下式子表 示：
[0065]其中，SNC(ns)代表物理節(jié)點n^CPU使用量，SNF(n s)代表物理節(jié)點ns的流條目占用 量，系數(shù)a和b分別代表物理節(jié)點,的CPU使用量和流表目占用量的權重值， 代表虛擬節(jié)點映射到物理節(jié)點^所帶來節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則的流條目占用
表虛擬鏈路F穿過物理節(jié)點ns所引起的流表項的增加部分。
[0066]對于一個即將映射到物理節(jié)點nseNs上的虛擬節(jié)點nveN v來說，它的CPU請求量c (nv)與流條目請求量fe(nv)都不能超過該物理節(jié)點的物理資源的最大可用限度，如果用 C (ns；)和:分別表示物理節(jié)點ns的可用CPU和可用流條目，以上映射過程可以用如下 式子表征：
[0071 ]當映射虛擬網(wǎng)絡請求時，由于FlowVisor需要每一個虛擬網(wǎng)絡都有其自身的控制 器節(jié)點，因此必須著重解決控制器節(jié)點的映射部分。由于控制器節(jié)點可以在可用底層物理 網(wǎng)絡中任意選擇，本發(fā)明中控制器節(jié)點的映射過程用如下公式表征:M N(ne)=nse，ne為虛擬 網(wǎng)絡中的控制器節(jié)點，n se為底層物理網(wǎng)絡中被選作控制器節(jié)點的物理節(jié)點。控制器節(jié)點與 每一個映射的物理節(jié)點之間的傳輸時延用d(n se，MN(nv))來表示。由于控制器節(jié)點與交換機 之間的傳輸時延必須要限制在某個范圍內(nèi)，才能確保轉(zhuǎn)發(fā)信息迅速被交換機接受到，因此 上述過程可以用如下公式表征：
[0072] nscnMN(nv)= Φ，
[0073] d(nSG，MN(nv))<D。
[0074] 需要說明的是，為了確?？刂破鞴?jié)點能有足夠的資源來計算底層轉(zhuǎn)發(fā)信息，本發(fā) 明實施例中假設如果一個節(jié)點被選作控制器，那么它不能再被其他節(jié)點使用直至該虛擬網(wǎng) 絡釋放為止。
[0075]虛擬鏈路映射過程用Me : Ev-Ps來表征。對于一條物理鏈路es e Es，其鏈路負載Sl (es)包括兩部分:第一部分為數(shù)據(jù)傳輸鏈路負載SLD(es)，第二部分為控制鏈路負載Six(e s)。 本發(fā)明實施例中采用了 OpenFlow協(xié)議的帶外控制方案，為控制鏈路預留出了一部分帶寬。 因此，數(shù)據(jù)傳輸鏈路負載SLD(es)是由虛擬鏈路穿過物理鏈路^所生成的，控制鏈路負載S LC (es)是由控制器節(jié)點到交換機之間的路徑傳輸造成的。上述所有過程可以由下面公式表 示：
[0080] 物理鏈路的可用帶寬用方{>^來表示，并且虛擬鏈路lij映射到底層物理鏈路P S& 須要滿足其所需帶寬小于等于鏈路PS的可用帶寬，上述過程可以用下列公式表示：
[0081] bw(lij) <bw(Ps),
[0084]值得一提的是，當虛擬鏈路映射有多跳，虛擬鏈路lij穿過中間物理節(jié)點時，將會占 據(jù)中間物理節(jié)點的流空間。由于這個中間物理節(jié)點的流條目使用量很難估計，會根據(jù)業(yè)務 量的改變而實時變化，在本發(fā)明中采用一種極端的方式去對此情況進行假設:對于虛擬鏈 路1"來說，fe(i)和fe(j)分別代表虛擬鏈路1U兩端虛擬節(jié)點i和j的流條目請求量，若虛擬 鏈路1"穿過中間物理節(jié)點，假設中間物理節(jié)點上流條目使用量為兩端虛擬節(jié)點i和j的流條 目請求量的最大值。本發(fā)明定義物理路徑P S上的可用流條目為該路徑穿過的所有物理節(jié)點 上剩余流條目的最小值，當虛擬鏈路l1^央射結果為多跳穿過物理路徑P S時，要求虛擬鏈路 llj所需流條目使用量小于等于該物理路徑上剩余流條目數(shù)目。上述過程可用下面式子進行 表達：
[0088]在本發(fā)明中，我們的目標是在使用最小的映射開銷的同時，獲得更多的映射收益， 因此需要定義SDN環(huán)境中虛擬網(wǎng)絡映射開銷與收益公式。與傳統(tǒng)虛擬網(wǎng)絡映射類似，虛擬網(wǎng) 絡映射收益Rev(Gv)為：
[0090]然而，由于SDN環(huán)境中的虛擬網(wǎng)絡映射與傳統(tǒng)虛擬網(wǎng)絡映射的不同，SDN環(huán)境中的 虛擬網(wǎng)絡映射在開銷方面多了流條目開銷，因此本發(fā)明定義SDN環(huán)境中的虛擬網(wǎng)絡映射開 銷Cost(Gv)包含三個部分：第一部分為帶寬開銷Costbw(G v)，第二部分為CHJ開銷Costc (Gv)，第三部分為流條目開銷C〇sfe(Gv)。因此，SDN環(huán)境中虛擬網(wǎng)絡映射開銷可以用如下式 子進行表示：
[0091 ] Cost(Gv) = eiCostbw^GVHesCostcWVHesCosfeWV)，其中 εχ，ε2、ε3分別為帶寬開 銷、CPU開銷、流條目開銷的開銷調(diào)節(jié)系數(shù)。
[0092]本發(fā)明實施例將SDN環(huán)境中的虛擬網(wǎng)絡映射開銷最小定義為一個整數(shù)線性規(guī)劃 (ILP)過程。在計算虛擬網(wǎng)絡的整體開銷時，需要將控制器節(jié)點放入虛擬網(wǎng)絡請求Nv中，新 的帶有控制節(jié)點的虛擬網(wǎng)絡請求用新的增廣圖#表示，在#中，控制器節(jié)點表示為第(Ν+ 1)個節(jié)點，并且將其與每一個虛擬節(jié)點相連接，這些鏈路為控制鏈路。由于每個虛擬節(jié)點映 射的CHJ開銷和流條目開銷是確定的，因此它不是變量，目標函數(shù)中不包括這一部分。
[0093]首先對以下