專利名稱：基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及虛擬網(wǎng)絡(luò)映射技術(shù)，尤其涉及一種基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法及裝置，屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化軟件及服務(wù)的不斷發(fā)展，承載具有不同目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)稱為互聯(lián)網(wǎng)的主要功能之一。然而，由于互聯(lián)網(wǎng)簡單的數(shù)據(jù)包傳遞服務(wù)以及相對僵化的結(jié)構(gòu)，在同時支持多類型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的過程中，互聯(lián)網(wǎng)物理資源的利用率、各類型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的運(yùn)行效率隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)種類的增多而急劇下降。設(shè)計(jì)新技術(shù)提高互聯(lián)網(wǎng)對多類型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的支持是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)正式解決這一問題的有效手段之一。在網(wǎng)絡(luò)虛擬化中，多個虛擬網(wǎng)絡(luò)共存于同一個物理網(wǎng)絡(luò)，每個虛擬網(wǎng)絡(luò)提為一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供單一的運(yùn)行環(huán)境，使得不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之間相對隔離，互不影響。在網(wǎng)絡(luò)虛擬化中，一個最基本的問題就是如何合理高效的使用物理網(wǎng)絡(luò)資源，也就是如何為虛擬網(wǎng)絡(luò)分配物理網(wǎng)絡(luò)資源(包括節(jié)點(diǎn)資源一CPU、內(nèi)存、存儲，鏈路資源一帶寬等)，使得運(yùn)行在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能正常運(yùn)行的前提下物理網(wǎng)絡(luò)資源能得到合理、充分的利用。從本質(zhì)上講，一個虛擬網(wǎng)絡(luò)由一組虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈接這些節(jié)點(diǎn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路組成，同時還有對虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源(CPU、內(nèi)存、外存等)和鏈路資源(帶寬、延時等)的約束。虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的目的是將虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)映射到物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路映射到物理網(wǎng)絡(luò)(可達(dá))路徑上，并分配相應(yīng)物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路上的資源給虛擬網(wǎng)絡(luò)滿足虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路上的資源需求，同時最大化物理網(wǎng)絡(luò)資源利用率。這里物理網(wǎng)絡(luò)資源利用率可以等價看作物理網(wǎng)絡(luò)所能同時接收并處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射請求數(shù)目，即虛擬網(wǎng)絡(luò)請求接收率?，F(xiàn)有技術(shù)中提供了虛擬機(jī)映射、單路徑虛擬網(wǎng)絡(luò)映射和多路徑虛擬網(wǎng)絡(luò)映射等多類虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其映射過程分為虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)映射和鏈路映射兩個過程，且對于完成虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的節(jié)點(diǎn)，有可能不存在滿足鏈路映射的情況，導(dǎo)致進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于提高虛擬網(wǎng)絡(luò)映射效率的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法及裝置。本發(fā)明提供的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，包括獲取預(yù)處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量和候選路徑集合，所述候選路徑集合包括所述物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值；
根據(jù)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。本發(fā)明提供的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射裝置，包括第一獲取模塊，用于獲取預(yù)處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量集合和候選路徑集合，所述候選路徑集合包括所述物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值；映射處理模塊，用于根據(jù)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。本發(fā)明提供的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法及裝置，通過構(gòu)建物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，該虛擬網(wǎng)絡(luò)的增廣圖不僅包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源容量，還包括物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量，而且還包括了候選路徑集合，該候選路徑結(jié)合包括了物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值，使得再進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的過程中對于查找到的節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果，都有對應(yīng)的鏈路映射結(jié)果，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中查找到節(jié)點(diǎn)映射的結(jié)果，而無法得到鏈路映射結(jié)果的缺陷， 能夠提高虛擬網(wǎng)絡(luò)映射效率。


圖1為本發(fā)明基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中映射處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，能夠提高虛擬網(wǎng)絡(luò)映射效率，圖1為本發(fā)明基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法的流程示意圖，如圖1所示，包括如下的步驟步驟101、獲取預(yù)處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)，其中該物理網(wǎng)絡(luò)包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)鏈路集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量、物理網(wǎng)絡(luò)鏈路的資源容量；該虛擬網(wǎng)絡(luò)包括虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路集合、虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源需求量、虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路的資源需求量；步驟102、構(gòu)建所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量、物理網(wǎng)絡(luò)中有向路徑的路徑容量和候選路徑集合，所述候選路徑集合包括所述物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中資源容量最大值；步驟103、根據(jù)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。本發(fā)明上述實(shí)施例提供的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，通過構(gòu)建物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，該虛擬網(wǎng)絡(luò)的增廣圖不僅包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源容量，還
5包括物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量，而且還包括了候選路徑集合， 該候選路徑結(jié)合包括了物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值，使得再進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的過程中對于查找到的節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果，都有對應(yīng)的鏈路映射結(jié)果，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中查找到節(jié)點(diǎn)映射的結(jié)果，而無法得到鏈路映射結(jié)果的缺陷，能夠提高虛擬網(wǎng)絡(luò)映射效率。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，可以看作是一種帶寬半獨(dú)占式虛擬網(wǎng)路映射，該虛擬網(wǎng)絡(luò)可以用圖G =^Ep
，fvP， ερ )表示，物理網(wǎng)絡(luò)可以用圖G= 盡 ,fvs, Zes )表示， 這里Vp表示虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合，Ep表示虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路集合，表示虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源需求量，表示虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路的資源需求量；vs表示物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合，&表示物理網(wǎng)絡(luò)鏈路集合，表示物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量，/ 表示物理網(wǎng)絡(luò)鏈路的資源容量。對于給定虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)，帶寬半獨(dú)占式虛擬網(wǎng)絡(luò)映射可以由二元組((gv，&)，c)定義。其中(1)對任意V e Vp, gv(ν) e Vs表示虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的映射，對任意虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路e = (u, v) e Ep, ge(u, ν) e P(gv(u)，gv(v))表示一條虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路映射到一條物理網(wǎng)絡(luò)路徑，這里P(gv(u)，gv(ν))表示物理網(wǎng)絡(luò)中所有從節(jié)點(diǎn)gv(u)到節(jié)點(diǎn)gv(v)的路徑的集合；O) C是一組對虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源(CPU資源)和鏈路資源(帶寬)分配的約束，具體如下a) Σ ·4(ν)<·4(Μ)(νΜε^’表示物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)u具有足夠的CPU等資源
VvgVp :gv(v)=u
提供給所有映射到該節(jié)點(diǎn)上的虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)V ；b) ^Sgeie J^ ^ 4e Es)，表示物理網(wǎng)絡(luò)路徑鏈路es的帶寬大于
或等于那些映射到的物理網(wǎng)絡(luò)路徑es的虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路ev的鏈路約束中的最大者。由以上定義可以看出，在帶寬半獨(dú)占的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射中，具有如下的優(yōu)點(diǎn)A、同一虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)的兩個節(jié)點(diǎn)可以映射到一個物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上；B、對于每個物理網(wǎng)絡(luò)鏈路而言，任何時刻其能夠單獨(dú)為映射到該鏈路上的任何一個虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路提供足夠帶寬資源，并且是多個虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路共享式約束，有效提供了帶寬資源的利用率。本發(fā)明實(shí)施例提供的映射方法適用于那些統(tǒng)一虛擬網(wǎng)絡(luò)中不需要同時持續(xù)進(jìn)行多對虛擬機(jī)通信的場景(串行工作的分布式應(yīng)用)，或者那些對鏈路帶寬QoS持續(xù)性要求不高的應(yīng)用場景。以下對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明首先，構(gòu)建物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，該物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖能夠達(dá)到同步節(jié)點(diǎn)和鏈路映射的目的，使得映射過程中通過增廣圖所找到的可行節(jié)點(diǎn)映射必定存在與之匹配的可行鏈路映射。具體的，對于給定物理網(wǎng)絡(luò)Gs=、Vs,Es,fVs,fEs),其增廣圖 Gaug — (Vavx , Eaux , Jyaux , , Pavx )需要石角定如下內(nèi)各1)物理網(wǎng)絡(luò)增廣圖中的節(jié)點(diǎn)與物理網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)，以及各節(jié)點(diǎn)的資源容量相同，即
節(jié)點(diǎn)集合Vaux = vs,資源容量/‘ = Ivs ；
2)在物理網(wǎng)絡(luò)增廣圖中，對于物理網(wǎng)絡(luò)中存在的任意兩個節(jié)點(diǎn)U、V，只要其在網(wǎng)絡(luò)中可達(dá)，則Gs中存在從u到ν的有向路徑，即u，ν e Vs, (u，v) e Eaux，其中Eaux表示物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合，，物理網(wǎng)絡(luò)中的邊僅屬于物理網(wǎng)絡(luò)增廣圖中的一特殊路徑；3)在物理網(wǎng)絡(luò)增廣圖中，路徑是由原物理網(wǎng)絡(luò)圖中的邊組成的，對于路徑(U、ν) 的容量可以按照如下的方式獲取，例如路徑(U、V)可能由邊(U、χ)和邊(X、V)構(gòu)成，或者由邊(U、y)和邊(y、v)構(gòu)成，具體的在計(jì)算由邊(u、x)和邊(χ、ν)構(gòu)成的路徑的容量時， 其取邊(u、x)的容量和邊(x、v)的容量的較小值，即△(/OzmiiH/yiOIVee^，在計(jì)算由邊 (u、y)和邊(y、v)構(gòu)成路徑的容量，取邊(u、y)的容量和邊(y、v)的容量的較小值，而物理網(wǎng)絡(luò)增廣圖中，在計(jì)算路徑(U、ν)的容量時，可以去上述兩種方式計(jì)算得到的路徑容量的較大值，即fEaa (μ, ν) = m &{b{p} I Vp g P(u, v)}(u, vgVs)；4)Paux表示候選路徑集合，該候選路徑集合中的各候選路徑為物理網(wǎng)絡(luò)增廣圖中任意兩點(diǎn)間的所有有向路徑中路徑容量最大者，即Paux(U，V) = P，其中 (/0 = /￡·(",ν)。以下是構(gòu)建增廣圖的具體步驟步驟一、初始化Gaux為空圖步驟二、對Vs中每一個節(jié)點(diǎn)V，逐步按照如下步驟加入Gaug中a)對已存在于Gaux中的每個點(diǎn)U，引入兩條新的路徑(v，u)和(u，ν)，并根據(jù)U、ν 在( 中的連接情況設(shè)定路徑容量和候選路徑，具體的如果(V，u)和(u，v)是物理網(wǎng)絡(luò)中的邊，則設(shè)定 fE· (U, V) = 4 (U,V) ,fE- (v，w) = / (V，W) ,( P、(U,V) = (u,VlpEaa M = M ,如果 (v,u)和(u，v)不是物理網(wǎng)絡(luò)中的邊，即^/,!^￠^^^￠^^1^40^) = 0,40^) = 0;b)更新Gaux中各路徑的路徑容量及相應(yīng)的候選路徑。對于增廣圖中的任意路徑 (u, u' ) GEaux，其具體的更新規(guī)則如下i.對于路徑(U，U')，其可以由路徑(U，ν)和路徑(v，u')構(gòu)成，本步驟中首先計(jì)算二者容量的較小值，用11表示，8卟:= 1111{/￡<11>力,/10^’)};ii.如果當(dāng)前的則更新如下/￡ (W,〃'):=/ ，同時更新候選路徑
7j^aux
Paux(u，U' ) = Paux(u, v)+Paux(v, u')。c)將ν點(diǎn)加入到物理網(wǎng)絡(luò)增廣圖中，同時其在物理網(wǎng)絡(luò)增廣圖中的資源容量等于其在原物理網(wǎng)絡(luò)中的資源容量，即廠_ = Vaux uM (v):= 4 (v)
ClUXClUX ν Jο步驟三、返回已添加所有( 中節(jié)點(diǎn)的增廣圖Gaux。本發(fā)明實(shí)施例中，在進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射之前，可以對虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最小化處理， 該最小化處理步驟是為了減少尋找映射的計(jì)算量而設(shè)計(jì)的步驟，其主要目標(biāo)是尋找與輸入虛擬網(wǎng)絡(luò)等價的并且邊數(shù)目最小的虛擬網(wǎng)絡(luò)。兩個虛擬網(wǎng)絡(luò)^^^^， ，/^，/^)和 2(&，&2，_4，/%)等價，可表示為(^ =Gp2，如果對任意物理網(wǎng)絡(luò)( 以及物理網(wǎng)絡(luò)資源，存在到( 的映射是，當(dāng)且僅當(dāng)存在Gp2到( 的映射。對于給定的虛擬網(wǎng)絡(luò)，下面給出最小化處理的具體步驟步驟一、計(jì)算(}P對應(yīng)的增廣圖G ‘ = (VP，Ep ‘‘ fvr, Λ,,, 0);
步驟二、初始化最小化虛擬網(wǎng)絡(luò)( =(0,0,0,0)為空圖；步驟三、對Vp中的任何一個節(jié)點(diǎn)V，按照如下步驟加入中a)將節(jié)點(diǎn)ν加入到最小化虛擬網(wǎng)絡(luò)中，即、:=VPm u{v}同時另最小化虛擬網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)ν的資源容量為其在原物理網(wǎng)絡(luò)中的資源容量，即fvjv) -=fvP^).b)對最小化虛擬網(wǎng)絡(luò)^ 中的任意節(jié)點(diǎn)u(u Φ ν)，進(jìn)行如下操作如果增廣圖中存在路徑(v，u) GEp'，而不存在"’以使得(u'，u) e Ep'且
,則將路徑(v，u)加入到最小化虛擬網(wǎng)絡(luò)中，并令其容量為增廣圖中該路徑的容量，艮PEp ..= Ep U如果增廣圖中存在路徑(u，v) e Ep'，而不存在"，以使得(u，u' ) e Ep' 且(w’，v)e￡^ ,則將路徑(U，V)加入到最小化虛擬網(wǎng)絡(luò)中，并令其容量為增廣圖中該經(jīng)路徑的容量，即:=EPm步驟四、重復(fù)執(zhí)行上述的步驟三，在將Vp中所有節(jié)點(diǎn)加入后，返回。最后，在獲得上述的物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，以及最小化虛擬網(wǎng)絡(luò)后，即可以進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，其具體的可以包括如下的步驟步驟一、依次獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的各個節(jié)點(diǎn)在物理網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果，即對于^ 中的每個節(jié)點(diǎn)V，通過基于增廣圖進(jìn)行有深度限制的搜索，找出可行的節(jié)點(diǎn)映射(該節(jié)點(diǎn)映射使得一定存在可行的鏈路映射)；如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不存在可行的節(jié)點(diǎn)映射，退出整個步驟，返回結(jié)果為不存在可行的帶寬半獨(dú)占式虛擬網(wǎng)絡(luò)映射。對于給定的最小虛擬網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)V，搜索深度限制K，以及已有可行節(jié)點(diǎn)映射的虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合S，其具體執(zhí)行如下步驟a)判斷搜索迭代次數(shù)是否已經(jīng)超過搜索深度限制K，如果超過，即搜索迭代次數(shù)i > k，則返回空，如果沒有超過則執(zhí)行步驟b，i的初始值設(shè)為0 ；b)如果在增廣圖Gaux中存在節(jié)點(diǎn)U，使得將ν映射到u上后，ν與S中已有的虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路約束均能得到滿足，則將V映射到U上，即設(shè)定gv(v) :=U;S = S U M ；并返回(gv，S)，本步驟中一次為虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)ν查找到了映射節(jié)點(diǎn)，在執(zhí)行完本步驟后可以繼續(xù)執(zhí)行下一個虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的映射節(jié)點(diǎn)的搜索；c)如果步驟b中不存在可行的節(jié)點(diǎn)U，則從S中找出虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)ν'，使得將節(jié)點(diǎn)V映射到節(jié)點(diǎn)V'原來映射到的物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上時，V到除了 V'外的所有節(jié)點(diǎn)的鏈路約束均能得到滿足，則將節(jié)點(diǎn)V映射到gv(v')上，然后通過遞歸調(diào)用步驟a、步驟b和步驟 c，并將i的值加1，在搜索深度限制K下繼續(xù)尋找ν'的可行節(jié)點(diǎn)映射，如果在搜索深度限制K下遞歸調(diào)用返回ν'的映射結(jié)果為可行的，則返回該可行結(jié)果，執(zhí)行步驟d ；d)更新S，將節(jié)點(diǎn)ν‘從S中去除，并將ν加入到S中，然后將ν映射替到原ν映射的物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，即'S:=S\{v' } U M ；gv(v) :=gv(v')。步驟二、根據(jù)節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果從物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖中獲取鏈路映射結(jié)果，即直接從增廣圖Gaux中的候選路徑集合Paux中讀出每個虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路的候選路徑作為其鏈路映射結(jié)果，因?yàn)楹蜻x路徑集合中的有向路徑的路徑容量最大，該步驟中得到的鏈路映射能夠滿足虛擬網(wǎng)路鏈路的資源需求；步驟三、根據(jù)由節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果和鏈路映射結(jié)果組成的帶寬半獨(dú)占式虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射裝置，圖2為本發(fā)明基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，包括第一獲取模塊11、構(gòu)建模塊12和映射處理模塊13，其中第一獲取模塊11用于獲取預(yù)處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建模塊12用于構(gòu)建所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量集合和候選路徑集合，所述候選路徑集合包括所述物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值；映射處理模塊13用于根據(jù)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。本發(fā)明上述實(shí)施例提供的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射裝置，通過構(gòu)建物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，該虛擬網(wǎng)絡(luò)的增廣圖不僅包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源容量，還包括物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量，而且還包括了候選路徑集合， 該候選路徑結(jié)合包括了物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值，使得再進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的過程中對于查找到的節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果，都有對應(yīng)的鏈路映射結(jié)果，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中查找到節(jié)點(diǎn)映射的結(jié)果，而無法得到鏈路映射結(jié)果的缺陷，能夠提高虛擬網(wǎng)絡(luò)映射效率。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，其還可以進(jìn)一步包括最小化處理模塊，該最小化處理模塊用于對所述虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最小化處理，獲取最小化的虛擬網(wǎng)絡(luò)；此時，其中的映射處理模塊具體用于根據(jù)最小化的虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。另外，如圖3所示，上述的映射處理模塊13可以具體包括節(jié)點(diǎn)映射單元 131、鏈路映射單元132和組合單元133，其中節(jié)點(diǎn)映射單元131用于依次獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的各個節(jié)點(diǎn)在物理網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果；鏈路映射單元132用于根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果從物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖中獲取鏈路映射結(jié)果；組合單元133用于根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果以及所述鏈路映射結(jié)果組合生成虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。本發(fā)明具體實(shí)施例提供的技術(shù)方案，其能夠有效的處理虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路上的約束， 符合計(jì)算密集型的云計(jì)算或虛擬計(jì)算環(huán)境中的任務(wù)特點(diǎn)，有效提高了物理網(wǎng)絡(luò)資源利用效率和虛擬網(wǎng)絡(luò)映射請求接收率；同時實(shí)現(xiàn)了一種節(jié)點(diǎn)共享機(jī)制，有效利用同一物理機(jī)上不同虛擬機(jī)之間的通信機(jī)制，降低物理鏈路的帶寬影響。另外本發(fā)明技術(shù)方案中能夠保證映射過程中一旦找到可行節(jié)點(diǎn)映射，則必定存在與之匹配的可行的鏈路映射，同時本方法能在線性時間內(nèi)給出該匹配的鏈路映射，有效提高映射效率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然
9可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，包括 獲取預(yù)處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量和候選路徑集合，所述候選路徑集合包括所述物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值；根據(jù)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，所述根據(jù)虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射之前還包括對所述虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最小化處理，獲取最小化的虛擬網(wǎng)絡(luò)；所述根據(jù)虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果包括根據(jù)最小化的虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于，所述物理網(wǎng)絡(luò)包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)鏈路集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量、物理網(wǎng)絡(luò)鏈路的資源容量；所述虛擬網(wǎng)絡(luò)包括虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路集合、虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源需求量和虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路的資源需求量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法，其特征在于， 所述根據(jù)虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射包括依次獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的各個節(jié)點(diǎn)在物理網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果； 根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果從物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖中獲取鏈路映射結(jié)果； 根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果以及所述鏈路映射結(jié)果組合生成虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。
5.一種基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射裝置，其特征在于，包括 第一獲取模塊，用于獲取預(yù)處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量集合和候選路徑集合，所述候選路徑集合包括所述物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值；映射處理模塊，用于根據(jù)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射裝置，其特征在于，還包括 最小化處理模塊，用于對所述虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最小化處理，獲取最小化的虛擬網(wǎng)絡(luò)； 所述映射處理模塊具體用于根據(jù)最小化的虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射裝置，其特征在于，所述映射處理模塊包括節(jié)點(diǎn)映射單元，用于依次獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的各個節(jié)點(diǎn)在物理網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果；鏈路映射單元，用于根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果從物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖中獲取鏈路映射結(jié)果；組合單元，用于根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)映射結(jié)果以及所述鏈路映射結(jié)果組合生成虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于圖模式匹配的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方法及裝置，該方法包括獲取預(yù)處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖，所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖包括物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑集合、物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源容量、物理網(wǎng)絡(luò)有向路徑的路徑容量和候選路徑集合，所述候選路徑集合包括所述物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合中的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的所有有向路徑中路徑容量最大值；根據(jù)所述虛擬網(wǎng)絡(luò)以及所述物理網(wǎng)絡(luò)的增廣圖進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，獲取虛擬網(wǎng)絡(luò)映射結(jié)果。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的裝置，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，能夠提高虛擬網(wǎng)絡(luò)映射效率。
文檔編號H04L12/46GK102427420SQ20111040245
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者懷進(jìn)鵬, 曹洋, 樊文飛, 沃天宇, 胡春明, 馬帥 申請人:北京航空航天大學(xué)