[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

说明书

本发明涉及一种基于安全性感知的差异化虚拟光网络映射方法，属于光纤通信技术领域。该方法设计物理节点资源评估排序方法，避免相邻虚拟节点映射的物理节点之间距离太远；当网络存在满足安全性和虚拟请求要求的单链路时，采用安全性感知的路由策略，选择路径频谱资源均衡的链路映射机制，最小化物理瓶颈链路数目；当网络不存在满足业务的安全性的单链路时，采用路径分割传输机制，更新链路代价函数，选择满足业务安全性和资源需求的较少分割路径组合传输业务，提高虚拟网络请求的接受率。本发明能够在网络概率故障环境中降低带宽阻塞率，提高频谱资源利用率和虚拟光网络接受率。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及一种基于安全性感知的差异化虚拟光网络映射方法。

背景技术

近年来，随着云计算、数据中心网络的快速发展，海量信息的交换，传统的带宽固定、调制格式单一的波分复用网络面临着严峻的挑战。因此在此基础上，设计一个具有更大容量且灵活的网络架构十分必要。基于正交频分复用的弹性光网络通过在光域中使用更细粒度的子载波(如12.5GHz或6.25GHz)承载网络业务，并且引入带宽可变的光器件和智能的光交换机制，使其更加灵活地配置网络资源，显著提高了网络资源利用率，因此被认为是一种能支持大业务成功传输的网络。与此同时，网络虚拟化技术作为一项新技术允许多个逻辑上隔离的虚拟网络共存在同一个底层网络上，通过共享网络资源，提高固有资源的利用率，并促进物理设备共享且能够为用户提供多样化的服务。

然而，为虚拟网络分配底层网络资源即虚拟网络映射，具有很强的挑战性，其涉及到虚拟网络对底层网络拓扑、资源消耗以及位置等多重约束，需要大量的计算才可以解决问题。并且由于弹性光网络中路由与频谱分配需遵循严格的频谱约束条件，即频谱一致性、频谱连续性以及频谱不重叠，因此如何为虚拟网络提供合理的底层网络资源，目前已证明是NP难问题。由于底层网络的链路故障会导致大量正在传输业务的中断、数据丢失，从而影响虚拟网络映射，因此如何保障虚拟网络的可靠映射十分有必要。

由于差异化业务对安全性的不同要求，传统的链路映射优先选择安全性高的路径进行链路映射，这样可能导致网络资源使用不均衡产生瓶颈链路，且随着虚拟网络请求负载的增加，由于频谱分配过程受到频谱连续性和一致性的约束，虚拟链路很难映射成功。并且将链路的安全度数作为链路代价，在链路映射中优先选择了安全性较高的链路映射，这样会导致安全性较高的光纤链路上的频谱资源使用频繁甚至紧缺，从而造成链路映射过程中的频谱分配失败问题，若选择安全性相对较低的路径进行映射则要承担较高的故障风险和业务损失。因此，亟需一种能降低网络中的阻塞率，同时能提高资源的利用率和虚拟网络接受率的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于安全性感知的差异化虚拟光网络映射方法，降低网络中的阻塞率，提高资源的利用率和虚拟网络接受率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于安全性感知的差异化虚拟光网络映射方法，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；