基于區域性故障預測的虛擬網絡映射方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種基于區域性故障預測的虛擬網絡映射方法及裝置，該方法包括：將接收到的虛擬網絡請求組成虛擬請求隊列；根據初始化后的區域性故障模型的統計信息確定區域故障嚴重度；選取具有最大平均收益的虛擬網絡請求；對具有最大平均收益的虛擬網絡請求執行基于貪心策略的節點映射方案；判斷具有最大平均收益的虛擬網絡請求是否允許鏈路分裂；允許鏈路分裂時，根據區域故障嚴重度為候選映射路徑中的每個分支分配對應的帶寬；對每個分支執行虛擬鏈路映射，直至所有虛擬鏈路執行完畢。本發明利用區域性故障模型以及風險評估的方法對潛在的區域性故障發生的可能進行預測并指導虛擬網絡的映射，從而避開故障區域或者減少區域性故障的性能損失預期。
【專利說明】基于區域性故障預測的虛擬網絡映射方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及互聯網領域，特別是指一種基于區域性故障預測的虛擬網絡映射方法 及裝置。
【背景技術】
[0002] 當前的互聯網結構已經成功地支持多種分布式應用和異構網絡技術。然而由于互 聯網的普及以及多重利益相關者在目標和策略方面的不同，多以修補的方式應對互聯網的 創新和發展，這種思路導致互聯網僵化問題的出現。網絡虛擬化是克服當前互聯網僵化狀 況的一種新思路，通過網絡虛擬化技術，多個虛擬網絡可以共存于同一底層物理網絡之上， 為終端用戶提供個性化的服務，從而有效地促進網絡創新的部署和應用。
[0003] 虛擬網絡映射是網絡虛擬化中的重要問題，即多個虛擬網絡請求之間如何對底層 資源有效分配的計算。然而，現有的這些方法都沒有考慮底層網絡故障對于已映射虛擬網 絡的影響。由于多個虛擬網絡共享同一個底層資源，一個底層網絡故障能影響多個映射在 它上面的虛擬網絡，可能導致虛擬網絡服務中斷。
[0004] 虛擬網絡的生存性問題是指在底層故障發生時，如何保證虛擬網絡能夠正常的運 行。目前，已有許多文獻對虛擬網絡的生存性加以考慮，但是這些生存性映射方案是基于 單節點或者單鏈路故障假設，即一次有且只有一個底層節點或者鏈路發生故障。然而在現 實情況中，地震、海嘯等自然災害能夠引發區域故障，即一定區域范圍內的多節點多鏈路故 障，在區域性故障場景下，虛擬網絡的生存性映射更加復雜。
【發明內容】
[0005] 本發明提出一種基于區域性故障預測的虛擬網絡映射方法及裝置，解決了現有技 術中在區域故障下的虛擬網絡映射的生存性差的問題。
[0006] 第一方面，本發明提供一種基于區域性故障預測的虛擬網絡映射方法，包括：
[0007] 將接收到的虛擬網絡請求組成虛擬請求隊列；
[0008] 根據初始化后的區域性故障模型的統計信息確定區域故障嚴重度；
[0009] 選取位于虛擬請求隊列中的具有最大平均收益的虛擬網絡請求；
[0010] 對具有最大平均收益的虛擬網絡請求執行基于貪心策略的節點映射方案；
[0011] 判斷具有最大平均收益的虛擬網絡請求是否允許鏈路分裂；
[0012] 在具有最大平均收益的虛擬網絡請求允許鏈路分裂時，根據區域故障嚴重度為候 選映射路徑中的每個分支分配對應的帶寬；
[0013] 對每個分支執行虛擬鏈路映射，直至所述虛擬請求隊列中所有的虛擬網絡請求中 的所有虛擬鏈路執行完畢。
[0014] 優選的，所述將接收到的虛擬網絡請求組成虛擬請求隊列的步驟之前，所述方法 還包括：
[0015] 根據歷史災害引起的網絡故障的統計數據建立區域性故障模型。
[0016] 優選的，還包括：在具有最大平均收益的虛擬網絡請求不允許鏈路分裂時，為候選 映射虛擬鏈路依次選擇具有最小鏈路風險屬性的底層鏈路，具有最小鏈路風險屬性的底層 鏈路組成鏈路映射路徑；
[0017] 對鏈路映射路徑執行虛擬鏈路映射過程，重復虛擬鏈路映射過程直到所有的虛擬 網絡請求中所有虛擬鏈路執行完畢。
[0018] 優選的，還包括：
[0019] 判斷虛擬鏈路映射是否成功；
[0020] 在虛擬鏈路映射成功時，判斷是否所有虛擬網絡請求中的所有虛擬鏈路都執行完 畢；
[0021] 在所有虛擬網絡請求中的所有虛擬鏈路都執行完畢時，統計當前的虛擬網絡請求 接收率。
[0022] 優選的，還包括：
[0023] 在所述虛擬鏈路映射過程不成功時，選取一個位于所述虛擬請求隊列中的具有最 大平均收益的虛擬網絡請求。
[0024] 優選的，所述選取位于所述虛擬請求隊列中的具有最大平均收益的虛擬網絡請 求，包括：
[0025] 對到達的虛擬網絡請求按照平均收益進行降序排序；
[0026] 選取位于虛擬請求隊列的隊首處的虛擬網絡請求。
[0027] 優選的，所述根據區域故障嚴重度為候選映射路徑中的每個分支分配對應的帶 寬，包括：
[0028] 利用K短路徑算法確定候選映射路徑的兩條分支，兩條分支中的一條分支具有最 小花費，另一條分支具有次最小花費，K = 2 ;
[0029] 依據區域故障嚴重度確定每一條分支的分流系數；
[0030] 根據分流系數為通過故障區域嚴重度較高的一條分支分配較小的帶寬，或者，為 通過故障區域嚴重度較低的一條分支分配較大的帶寬。
[0031] 優選的，所述區域故障嚴重度滿足以下公式：
【權利要求】
1. 基于區域性故障預測的虛擬網絡映射方法，其特征在于，包括： 將接收到的虛擬網絡請求組成虛擬請求隊列； 根據初始化后的區域性故障模型的統計信息確定區域故障嚴重度； 選取位于所述虛擬請求隊列中的具有最大平均收益的虛擬網絡請求； 對所述具有最大平均收益的虛擬網絡請求執行基于貪心策略的節點映射方案； 判斷所述具有最大平均收益的虛擬網絡請求是否允許鏈路分裂； 在所述具有最大平均收益的虛擬網絡請求允許鏈路分裂時，根據所述區域故障嚴重度 為候選映射路徑中的每個分支分配對應的帶寬； 對所述每個分支執行虛擬鏈路映射，直至所述虛擬請求隊列中所有的虛擬網絡請求中 的所有虛擬鏈路執行完畢。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將接收到的虛擬網絡請求組成虛擬請 求隊列的步驟之前，所述方法還包括： 根據歷史災害引起的網絡故障的統計數據建立區域性故障模型。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括： 在所述具有最大平均收益的虛擬網絡請求不允許鏈路分裂時，為候選映射虛擬鏈路依 次選擇具有最小鏈路風險屬性的底層鏈路，所述具有最小鏈路風險屬性的底層鏈路組成鏈 路映射路徑； 對所述鏈路映射路徑執行虛擬鏈路映射過程，重復所述虛擬鏈路映射過程直到所有的 虛擬網絡請求中所有虛擬鏈路執行完畢。
4. 如權利要求1或3所述的方法，其特征在于，還包括： 判斷所述虛擬鏈路映射是否成功； 在所述虛擬鏈路映射成功時，判斷是否所有虛擬網絡請求中的所有虛擬鏈路都執行完 畢； 在所有虛擬網絡請求中的所有虛擬鏈路都執行完畢時，統計當前的虛擬網絡請求接收 率。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括： 在所述虛擬鏈路映射過程不成功時，選取一個位于所述虛擬請求隊列中的具有最大平 均收益的虛擬網絡請求。
6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述選取位于所述虛擬請求隊列中的具有 最大平均收益的虛擬網絡請求，包括： 對到達的所述虛擬網絡請求按照平均收益進行降序排序； 選取位于所述虛擬請求隊列的隊首處的虛擬網絡請求。
7. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據區域故障嚴重度為候選映射路徑 中的每個分支分配對應的帶寬，包括： 利用K短路徑算法確定所述候選映射路徑的兩條分支，所述兩條分支中的一條分支具 有最小花費，另一條分支具有次最小花費，K= 2 ; 依據所述區域故障嚴重度確定每一條分支的分流系數； 根據所述分流系數為通過所述故障區域嚴重度較高的一條分支分配較小的帶寬，或 者，為通過所述故障區域嚴重度較低的一條分支分配較大的帶寬。
8. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述區域故障嚴重度滿足以下公式：
其中，Xl(ez)為分配單位帶寬性能所需花費，《 (ez)為可用的帶寬性能，Pq7為潛在鏈 路故障概率，Pz為區域風險概率，Z為區域故障集合。
9. 基于區域性故障預測的虛擬網絡映射裝置，其特征在于，包括： 接收單元，用于接收依次到達的虛擬網絡請求，將接收到的虛擬網絡請求組成虛擬請 求隊列； 確定單元，用于根據初始化后的區域性故障模型的統計信息確定區域故障嚴重度； 選取單元，選取位于所述虛擬請求隊列中的具有最大平均收益的虛擬網絡請求； 執行單元，對所述具有最大平均收益的虛擬網絡請求執行基于貪心策略的節點映射方 案； 鏈路分裂判斷單元，判斷所述具有最大平均收益的虛擬網絡請求是否允許鏈路分裂； 分配單元，在所述具有最大平均收益的虛擬網絡請求允許鏈路分裂時，根據所述區域 故障嚴重度為候選映射路徑中的每個分支分配對應的帶寬； 映射單元，對所述每個分支執行虛擬鏈路映射過程，重復所述虛擬鏈路映射過程直到 所有的虛擬網絡請求中所有虛擬鏈路執行完畢。
10. 如權利要求8所述的基于區域性故障預測的虛擬網絡映射裝置，其特征在于，還包 括： 映射判斷單元，用于判斷所述虛擬鏈路映射是否成功； 虛擬鏈路判斷單元，在所述虛擬鏈路映射成功時，判斷是否所有虛擬網絡請求中的所 有虛擬鏈路處理完畢； 統計單元，在所有虛擬網絡請求中的所有虛擬鏈路都執行完畢后，用于統計當前的虛 擬請求接收率。
【文檔編號】H04L12/46GK104506337SQ201410668310
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】王穎, 邱雪松, 柳曉, 李文璟, 王智立 申請人:北京郵電大學