一种虚拟网络的划分方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络虚拟化技术领域，具体的涉及一种虚拟网络的划分方法及装置。
【背景技术】
[0002] 网络虚拟化技术是未来网络中网络资源共享的重要手段。该技术支持多个异构 的虚拟网络（virtual network，简称VN)彼此隔离地共存于同一物理网络，有利于提高VN 创建的灵活性和物理网络资源的利用率。在网络虚拟化环境下，虚拟网络提供商（virtual network provider，简称VNP)负责生成VN请求，并根据请求租用物理资源；基础设施提供 商（infrastructure provider，简称InP)负责提供承载VN的物理资源。
[0003] 虚拟网络映射是网络虚拟化的关键。按参与映射的InP数目，虚拟网络映射可分 为单域虚拟网络映射和跨域虚拟网络映射。其中，跨域虚拟网络映射分为三个阶段，依次为 资源匹配、VN划分和虚拟子网映射。在资源匹配阶段，VNP根据VN请求中指定的节点约束 (如节点类型，处理能力等），从各InP能够提供的物理资源中为虚拟节点找到满足其约束 的物理节点；在VN划分阶段，VNP根据资源匹配的结果将虚拟网络划分为多个虚拟子网，并 将各虚拟子网分配给相应的InP ;在虚拟子网映射阶段，各InP根据其内部资源信息和网络 拓扑，完成相应虚拟子网的映射。其中，VN划分是跨域虚拟网络映射的核心，该阶段以资源 匹配的结果为依据，并为后续虚拟子网映射提供基础。
[0004] 但是现有的VN划分方法当问题规模较大时需要消耗大量的时间，效率特别低下。
【发明内容】
[0005] 针对现有的VN划分方法当问题规模较大时需要消耗大量的时间，效率特别低下 的缺陷，本发明提供了 一种虚拟网络的划分方法及装置。
[0006] -方面，本发明提供的一种虚拟网络的划分方法，包括：
[0007] S1，对参与划分的所有基础设施提供商InP进行系统聚类，形成InP的聚类二叉 树；
[0008] S2,将虚拟网络分配给所述聚类二叉树的根节点；
[0009] S3,对所述二叉树进行前序遍历；
[0010] S4,对于遍历到所述二叉树中的每一个节点，判断该节点是否具有孩子节点；
[0011] S5,若该节点存在孩子节点，则将分配给该节点的虚拟网络划分成两个子虚拟网 络；
[0012] S6,将所述两个子虚拟网络相应的分配给该节点的两个孩子节点。
[0013] 进一步地，所述对参与划分的所有基础设施提供商InP进行系统聚类的步骤，包 括：
[0014] Sl 1，计算任意两个InP之间的边界路径开销；
[0015] S12,将所述边界路径开销最小的两个InP合并生成一个虚拟InP，将所述虚拟InP 加入到未参与合并的InP中；
[0016] S13,判断所述未参与合并的InP的数量是否大于1，若是则返回执行S11，直至所 有未参与合并的InP的数量为1为止。
[0017] 进一步地，所述虚拟InP与其它未参与合并的InP之间的路径开销采用以下公式 计算得到：
[0018]
【主权项】
1. 一种虚拟网络的划分方法，其特征在于，所述方法包括： S1，对参与划分的所有基础设施提供商InP进行系统聚类，形成InP的聚类二叉树； 52, 将虚拟网络分配给所述聚类二叉树的根节点； 53, 对所述二叉树进行前序遍历； 54, 对于遍历到所述二叉树中的每一个节点，判断该节点是否具有孩子节点； 55, 若该节点存在孩子节点，则将分配给该节点的虚拟网络划分成两个子虚拟网络； 56, 将所述两个子虚拟网络相应的分配给该节点的两个孩子节点。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对参与划分的所有基础设施提供商 InP进行系统聚类的步骤，包括： S11，计算任意两个InP之间的边界路径开销； 512, 将所述边界路径开销最小的两个InP合并生成一个虚拟InP，将所述虚拟InP加入 到未参与合并的InP中； 513, 判断所述未参与合并的InP的数量是否大于1，若是则返回执行S11，直至所有未 参与合并的InP的数量为1为止。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述虚拟InP与其它未参与合并的InP之 间的路径开销采用以下公式计算得到：
其中，C?为所述虚拟InPu与任一InPw之间的路径开销，C?和C?分别表示合并生成所 述虚拟InPu的InPjPInPn分别与InPw之间的路径开销，p和q分别表示InPjPInPn可以 承载的所述虚拟网络中虚拟节点的数目。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将分配给该节点的虚拟网络划分成 两个子虚拟网络的步骤，包括： 根据所述虚拟网络构造一个包括该虚拟网络中所有虚拟节点的单源单汇的容量网 络； 根据最大流最小割定理将所述单源单汇的容量网络进行分割，使分割容量最小，对应 地将所述虚拟网络划分成两个子虚拟网络。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟网络构造一个包括该 虚拟网络中所有虚拟节点的单源单汇的容量网络的步骤，包括： 对虚拟网络Gv，去掉所有虚拟链路，将所有虚拟节点作为节点构造容量网络G; 在所述容量网络G中引入源节点s和汇节点t; 对于所述容量网络G中任意节点x和y，s指向x的边的容量用x映射到InPn的映射 开销C；；表示，x指向t的边的容量用x映射到InPm的映射开销表示；对于所述虚拟网 络Gv中相邻虚拟节点x和y，x指向y的边的容量用虚拟链路xy映射到InPjljInP"的路 径的映射开销表示，y指向x的边的容量用虚拟链路xy映射到InPjljInPj^路径的 映射开销c:表示； 所述InPjPInPA遍历到所述二叉树中的节点InPu的孩子节点。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述InP"或InPm不属于Match(x)，贝ij x映射到1]^11或InPm的映射开销为无穷大，所述Match(x)为虚拟节点x的InP匹配集。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据最大流最小割定理将所述单源 单汇的容量网络进行分割，使分割容量最小，对应地将所述虚拟网络划分成两个子虚拟网 络的步骤，包括： 利用最短增广路径算法求得所述容量网络G的最大流； 根据最大流求得最小割，进而根据最小割得到两个子虚拟网络。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述两个子虚拟网络相应的分配 给该节点的两个孩子节点的步骤，包括： 将所述两个子虚拟网络中包含源节点s的子虚拟网络分配给孩子节点InPm，包含汇节 点t的子虚拟网络分配给孩子节点InPn。
9. 一种虚拟网络的划分装置，其特征在于，所述装置包括： 聚类模块，用于对参与划分的所有基础设施提供商InP进行系统聚类，形成InP的聚类 二叉树； 第一分配模块，用于将虚拟网络分配给所述聚类二叉树的根节点； 遍历模块，用于对所述二叉树进行前序遍历； 判断模块，用于对于遍历到所述二叉树中的每一个节点，判断该节点是否具有孩子节 占. 划分模块，用于若该节点存在孩子节点，则将分配给该节点的虚拟网络划分成两个子 虚拟网络； 第二分配模块，用于将所述两个子虚拟网络相应的分配给该节点的两个孩子节点。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述划分模块具体用于： 根据所述虚拟网络构造一个包括该虚拟网络中所有虚拟节点的单源单汇的容量网 络； 根据最大流最小割定理将所述单源单汇的容量网络进行分割，使分割容量最小，对应 地将所述虚拟网络划分成两个子虚拟网络。
【专利摘要】本发明涉及网络虚拟化技术领域，具体的涉及一种虚拟网络的划分方法及装置。本发明提供的一种虚拟网络的划分方法及装置，根据VNP能够获取的有限物理网络信息，首先对InP进行系统聚类形成InP的聚类二叉树，并且在对所述二叉树进行前序遍历的过程中，通过构造虚拟网络的容量网络，结合最大流最小割定理对虚拟网络进行多次划分，分配给InP的聚类二叉树的所有叶子节点，实现对虚拟网络的划分。提高了求解VN划分方案的效率，尤其当问题规模较大时优势更加明显；在高效求解划分的同时有效节约了虚拟网络的映射开销。
【IPC分类】H04L12-46
【公开号】CN104579896
【申请号】CN201410670005
【发明人】王颖, 李文璟, 钟庆洪, 邱雪松, 肖蔼玲
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月20日