一種主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法
【專利摘要】本發明公開了一種主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法，包括構建虛擬網絡映射及其能耗模型、構建虛擬網絡映射多目標決策模型和底層網絡資源主動休眠三個步驟。本發明通過考慮虛擬網絡映射成本收益比以及系統能耗，提出多目標決策的虛擬網絡映射能耗模型，在保證虛擬網絡映射收益成本比的前提下降低系統能耗；由于該模型是混合整數規劃模型，求解時間復雜度高，作者通過分析虛擬網絡映射動態特征，定義系統飽和與非飽和狀態，并提出主動休眠底層節點和鏈路的方法，把虛擬網絡映射在一個較小的節點和鏈路集合中，從而減小映射路徑長度，提高收益成本比、休眠節點和鏈路數量，有效節約系統能耗。
【專利說明】一種主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及映射算法的【技術領域】，特別是主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法的【技術領域】。
【【背景技術】】
[0002]隨著電力成本不斷上漲和人們生態意識的提高，網絡運營商已經意識到能耗管理的重要性，減少能耗已成為亟待解決的問題。當前網絡為高峰負荷而設計，網絡資源超量供給確保了網絡的正常運行，然而也導致資源利用率低下。據統計，大型ISP骨干網的平均鏈路利用率大約30-40%，數據中心服務器的平均利用率為11%~50%。過低的利用率造成了巨大的電能浪費，促使綠色網絡研究的興起，網絡能耗問題成為研究熱點。
[0003]網絡虛擬化，是未來因特網、云計算和軟件定義網絡的重要技術。其通過整合網絡基礎設施資源，能夠合理有效地使用能量，使得智能能量感知網絡部署成為可能。虛擬網絡映射是網絡資源虛擬化的關鍵問題。當前大部分映射算法是基于代價的虛擬網絡映射，即以最小底層資源代價映射虛擬網絡請求，以此獲得更多的底層物理資源，以提高虛擬網絡映射接收率。然而，由于虛擬網絡請求是一個動態變化過程，而底層物理網絡根據流量峰值設計，基于代價的虛擬網絡映射必然帶來不必要的能耗。以節能為目標的虛擬網絡化映射應在滿足當前虛擬網絡請求的前提下最小化能耗。由于當前網絡設備對流量負荷的功耗不敏感[13]，因此在不影響虛擬網絡映射性能的情況下盡可能多關閉或休眠網絡節點和鏈路是節能的有效方法。當前基于能量感知的虛擬網絡映射通過修改虛擬網絡映射算法，使得虛擬網絡盡可能映射到活動的節點和鏈路，以達到系統節能目的。目前相關節能感知映射算法是通過修改虛擬網絡映射算法，被動地休眠網絡節點和接口。
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【發明內容】
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[0004]本發明的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法，能夠把虛擬網絡映射在一個較小的節點和鏈路集合中，從而減小映射路徑長度，提高收益成本比、休眠節點和鏈路數量，有效節約系統能耗。
[0005] 為實現上述目的，本發明提出了一種主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法，依次包括以下步驟:
[0006]a)構建虛擬網絡映射及其能耗模型:
[0007]al)通過無向圖=(A^，r，C;G)對底層網絡建模，其中Ns*底層網絡的節
點集合，Ls為底層網絡的鏈路集合，G為底層網絡的節點屬性集合，C〗為底層網絡的鏈路
屬性集合；通過無向圖(^’=(7^，7:,(^，6)對虛擬網絡建模，其中Nv為虛擬網絡的節點集
合，Lv為虛擬網絡的鏈路集合，G為虛擬網絡的節點屬性集合，為鏈路屬性集合，設置節點屬性為CPU處理器資源，鏈路屬性為帶寬資源；
[0008]a2)底層網絡能耗主要包括節點能耗和鏈路能耗兩個部分，定義底層網絡第i個節點能耗為:
【權利要求】
1.一種主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法，依次包括以下步驟: a)構建虛擬網絡映射及其能耗模型: al)通過無向圖
2.如權利要求1所述的一種主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法，其特征在于:所述步驟b)中
3.如權利要求1所述的一種主動休眠節點和鏈路的高效節能虛擬網絡映射算法，其特征在于:所述步驟Cl)中虛擬網絡的動態特征:包括虛擬網絡請求的到來時間、存在時間、虛擬網絡節點個數、虛擬鏈路條數，節點CPU和鏈路帶寬；底層網絡動的態特征:隨著虛擬網絡請求的到來和離開，底層網絡剩余CPU、鏈路剩余帶寬資源量和分布將會動態變化；映射算法動態特征:隨著虛擬網絡請求資源量的變化，在不同映射算法下，底層網絡資源利用率、虛擬網絡接收率和系統收益是不同的 ；虛擬網絡全部接收的狀態為系統非飽和狀態，虛擬網絡沒有全部接收的狀態為系統飽和狀態。
【文檔編號】H04L12/46GK103916266SQ201410087749
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月11日 優先權日:2014年3月11日
【發明者】蔣云良, 陳曉華, 李春芝 申請人:湖州師范學院