研究网络虚拟网络映射机制与算法研究生

论文导读：
摘要：互联网是现今社会最重要的通信基础设施之一,深刻地转变着人们工作、学习和生活的方式。然而,随着网络规模的快速增加和多样化运用需求的不断涌现,现有互联网架构中有着的固有不足逐渐凸显,例如可扩展性、可控可管性、服务质量保证、绿色节能等方面。为了以根本上解决这些不足,学术界提出了对未来网络“以头再来(clean-slate)"的设计思想,希望能够摆脱现有互联网约束,重新设计面向未来的网络系统架构。网络虚拟化是未来网络最重要的技术方向之一：一方面,基于网络虚拟化技术可以构建未来网络实验平台,支持多种革新网络架构并行且互不干扰的运转在一个共享物理基础设施上,以而更有效地对新技术、新架构进行验证；另一方面,网络虚拟化技术的本质是对资源、行为进行抽象,以而实现数据平面和制约平面的分离,这种特点也正逐步成为未来网络系统架构的基本属性之一。虚拟网络映射不足是指,如何在满足各种资源(如节点容量、链路带宽等)限制的条件下,将用户的虚网请求并行、高效、快速地映射至底层物理网络。虚拟网络映射的性能和效率将直接影响到网络虚拟化技术能否走向实际运用,由此具有重要的探讨作用。本论文将对虚拟网络映射不足展开深入探讨,以资源利用效率、算法实时性、算法复杂度为优化目标,对映射机制和算法进行优化和改善,力争提出全面高效可行的虚拟网络映射整体解决案例,为后续探讨提供参考。本论文的主要革新包括以下几个方面：1)传统的虚网映射算法在提升物理网络资源利用率的同时,往往牺牲了算法复杂度,降低了算法的工程实践性。本论文采取两步映射优化目标直接耦合的思路,提出了一种基于就近原则的两步虚网映射算法,保证了计算复杂度。同时,该策略充分利用了节点映射和链路映射两个步骤之问的内在联系,通过转变节点映射的优化目标大幅提升了后续链路映射的效率。仿真验证表明,该算法有效的融合了节点链路两个映射步骤,与经典两步映射算法相比,不仅显著提升了系统的底层物理网络资源利用率和请求接受率,还在大多数仿真条件下节省了运转时间,取得了多赢的效果,优化了复杂度与映射效率的平衡联系。2)如何针对不同的虚网拓扑结构优化映射算法是一个值得探讨的不足。本论文首先利用虚拟网络服务的请求应答方式,提出了一种多拓扑虚网映射的识别机制：即用户在虚网请求中标记拓扑类型,制约平面根据标记识别拓扑类型,并调用相应的优化映射算法；同时,为了解决拓扑类型的多样性不足,本论文提出了一种多拓扑虚网映射算法的生成指导原则,用于指导任意拓扑的虚网映射算法快速生成；最后,本论文在指导原则的基础上设计了复合多拓扑虚网映射算法框架,并在该框架中实现了星型、环型、树型、随机型四种拓扑映射子算法。仿真浅析表明,复合多拓扑虚网映射算法框架显著提升了映射系统的物理网络资源利用率,并有效降低了算法运转时间,同时在虚网请求接受率上与基于就近原则的两步映射算法相当,优于经典两步映射算法。3)针对虚拟网络规模粒度对映射系统的影响不足,本论新地提出了等规模映射的概念,并根据其特点设计了反向排序映射策略,该策略可以兼容现有的各种虚网映射算法,主要目标是在等规模情况下映射时,充分降低底层物理网络出现资源瓶颈的概率；随后论文针对小规模和等规模两种情况的不同特点,提出了一种双向排序映射策略。经过仿真验证,反向排序策略可以有效提升网络等规模情况下的映射成功总量,同时双向排序策略实现了所有规模情况下映射成功总量和虚网请求接受率的综合最优。关键词：未来网络论文网络虚拟化论文虚拟网络映射论文NP-hard论文多拓扑映射论文网络规模粒度论文
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ABSTRACT6-9
目录9-12
第一章 绪论12-18

1.1 课题探讨背景12-14

1.2 课题来源及探讨作用14-16

1.2.1 课题来源14-15

1.2.2 探讨作用15-16

1.3 本论文主要贡献16-17

1.4 本论文组织结构17-18

第二章 虚拟网络映射不足概述18-49

2.1 引言18

2.2 网络虚拟化技术概述18-35

2.1 网络虚拟化技术的进展来源18-22

2.2 网络虚拟化技术的定义22-26

2论文导读：1多拓扑算法生成指导原则69-704.3.2复合多拓扑虚网映射算法70-754.3.3星型拓扑映射子算法75-774.3.4环型拓扑映射子算法774.3.5树型拓扑映射子算法77-794.3.6随机型拓扑映射子算法794.4仿真与浅析79-864.4.1仿真环境和参数设置79-804.4.2仿真结果和浅析80-864.5本章小结86-87第五章基于请求规模粒度的虚网映射机制
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2.3 网络虚拟化技术的探讨要点26-30

2.4 网络虚拟化技术的相关探讨项目介绍30-35

2.3 NP-hard不足与启发式算法35-40

2.3.1 NP-hard不足概述35-39

2.3.2 启发式算法概述39-40

2.4 虚拟网络映射不足及探讨近况40-49

2.4.1 虚拟网络映射不足数学描述40-42

2.4.2 虚网映射算法的性能评价标准42-43

2.4.3 虚网映射不足的时间窗仿真模型43-44

2.4.4 虚拟网络映射不足探讨近况44-46

2.4.5 两步式虚网映射算法46-49

第三章 基于就近原则的虚网映射算法49-68

3.1 引言49

3.2 探讨思路49-51

3.3 基于就近原则的算法描述51-57

3.1 就近原则概述51-53

3.2 基于就近原则的虚网映射算法53-57

3.4 仿真与浅析57-66

3.4.1 仿真环境和参数设置57-58

3.4.2 仿真结果和浅析58-66

3.5 本章小结66-68

第四章 基于多拓扑请求的虚网映射算法68-87

4.1 引言68

4.2 探讨思路68-69

4.3 多拓扑认知的虚网映射算法框架69-79

4.

3.1 多拓扑算法生成指导原则69-70

4.

3.2 复合多拓扑虚网映射算法70-75

4.

3.3 星型拓扑映射子算法75-77

4.

3.4 环型拓扑映射子算法77

4.

3.5 树型拓扑映射子算法77-79

4.

3.6 随机型拓扑映射子算法79

4.4 仿真与浅析79-86

4.1 仿真环境和参数设置79-80

4.2 仿真结果和浅析80-86

4.5 本章小结86-87

第五章 基于请求规模粒度的虚网映射机制87-102

5.1 引言87

5.2 探讨思路87-89

5.3 基于请求规模粒度的虚网映射机制89-96

5.

3.1 反向排序的虚网映射机制89-92

5.

3.2 向排序的虚网映射机制92-96

5.4 仿真与浅析96-100
5.

4.1 仿真环境和参数设置96-97

5.

4.2 仿真结果和浅析97-100

5.5 本章小结100-102
第六章 结束语102-104

6.1 论文工作总结102-103

6.2 未来工作展望103-104

参考文献104-111
缩略语索引111-113
致谢113-114
攻读博士学位期间相关专利及论文114-115