[发明专利]一种基于安全性感知的差异化虚拟光网络映射方法

权利要求书

1.一种基于安全性感知的差异化虚拟光网络映射方法，其特征在于，该方法在节点映射过程中，设计物理节点资源评估公式，避免相邻虚拟节点映射到两个位置相距远的物理节点上；在链路映射过程中，分别采用基于路径均衡的单路径路由频谱分配方法和基于时延差优化的多路径路由频谱分配方法，降低带宽阻塞率，提高频谱资源利用率和虚拟光网络接受率；

该方法具体包括以下步骤：

S1：根据资源评估公式计算物理节点的资源值作为节点的权重，并按权重降序排序节点，根据资源需求公式计算虚拟节点的权重并按降序排序，将所有虚拟节点依次映射在满足计算资源的物理节点上；

S2：完成所有虚拟节点的映射后，根据被映射的物理节点位置，依次为每条虚拟链路选择K条最短候选路径，即物理节点对之间的K条最短候选路径，并根据安全性计算公式计算每一条候选路径的安全性，判断每一条候选路径的安全性是否大于等于业务对安全性的需求；

S3：根据满足安全性要求的候选路径，进一步判断候选路径是否存在大于或等于业务需求频隙数的频谱块，更新候选路径集合，删除不满足频隙数目要求的候选路径，保留满足频隙数目要求的候选路径；

S4：若候选路径集合不为空，计算集合中每一条候选路径的路径均衡度，选择路径均衡度最大的路径进行虚拟链路映射，然后按照首次命中的频谱分配方式分配频谱；若候选路径集合为空，对满足安全性的候选路径进行两两组合，根据目标优化函数选出最佳路径组合进行虚拟链路映射，然后分配频谱；具体通过以下方式实现：

若候选路径集合不为空，即存在满足业务大小的频隙数，采用基于路径均衡度感知的路由与频谱分配方法，更新候选路径集合，计算网络的链路频隙利用率，并计算每一条候选路径的路径均衡度，选择路径均衡度最高的路径进行映射和频谱分配；

若候选路径集合为空，即不存在满足业务大小的频隙数，则采用基于时延优化的多路径路由频谱分配方法，通过频谱消耗和安全性，更新链路代价函数，两两组合候选路径，根据目标优化函数，选择较优的多路径组合映射和频谱分配；

所述的基于时延优化的多路径路由频谱分配方法具体通过以下方式实现：更新链路代价函数为：

其中α为调节因子，用于平衡负载与链路安全性，表示链路e_mn的安全性，表示链路e_mn上空闲频隙数，表示更新的链路e_mn代价值，FS_num表示物理链路上总频隙数；

所述的路径均衡度计算公式如下：

其中，为链路e_mn带宽利用率式，为链路平均带宽利用率，P_num表示组成路径的链路集合，表示路径P_mn的路径均衡度；通过路径均衡度的计算公式，选择其值最大的路径进行映射；

所述目标优化函数为：

其中，H_Pi和H_Pj表示路径Pi和路径Pj的跳数，表示虚拟节点n^V的邻接链路e^V所需的频隙数目，k₁和k₂为调节因子，用于调节路径时延差和频隙消耗，表示链路e_mn的物理距离，表示链路e_xy的物理距离。