[发明专利]一种SD-WAN场景下的动态多目标虚拟网络映射方法

说明书

本发明公开了一种SD‑WAN场景下的动态多目标虚拟网络映射方法，所述映射方法包括以下步骤：步骤一，建立WAN中物理网络模型，建立SD‑WAN中虚拟网络模型，建立互联网时延模型和带宽敏感模型；步骤二，针对虚拟服务请求，引入时延权重和高带宽敏感度权重，建立基于时延高带宽的多目标虚拟网络映射问题的模型；步骤三，采用遗传算法求取所述多目标虚拟网络映射问题的模型的解，得到虚拟节点映射方案；步骤四，基于优化后的虚拟节点映射方案，得到最终的虚拟网络映射方案。本发明提出了一种SD‑WAN场景下的多目标VNE算法，增强了对用户服务体验的优化，为时延敏感型业务尽量提供时延较小的服务，对高带宽敏感型业务尽量提供高带宽的服务。

技术领域

本发明涉及互联网通信技术领域，尤其是一种SD-WAN场景下的动态多目标虚拟网络映射方法。

背景技术

由于WAN始终依赖于容易出现故障的基础传输网络，因此它通常很昂贵且难以管理。为了降低网络故障的可能性，通常会过度配置WAN。SDN具有两个显着特征，包括将控制平面与数据平面分离以及为网络应用程序开发提供可编程性。因此，SDN的定位是提供更有效的配置，更好的性能和更大的灵活性，以适应创新的网络设计。SD-WAN可以促进工作负载的智能分配，动态变化需求的资源分配以及从网络故障中更快地恢复。SD-WAN有助于解决WAN过度配置的问题，这就是为什么它引起了网络工作者更多关注的原因。

随着SDN技术的不断发展，Microsoft和Google都在数据中心之间的WAN环境中使用SDN技术。微软提出的SWAN解决了分散TE技术(与MPLS-TE和ECMP路由相结合)的问题。Google提出的B4实现了更高的链路利用率，并且是标准(分布式MPLS)技术的两倍或更高的效率。基于应用的路由是SD-WAN的一项技术功能，可使服务的提供更加精细和定制。

现阶段的互联网存在多个目标和政策相互冲突，比如消费者和服务提供商SP，且其更新换代仅限于简单的增量更新，几乎不可能部署任何新的或完全替代原有方案的技术，也即互联网僵化。在过去几年中，由于IP网络中数据包的处理是基于尽力而为的传输(举例：UDP)，现代网络经济学的一个广泛接受的原则是，只有通过适当的网络过度配置才能让现阶段的互联网满足日益增长的用户需求。这种正统的网络运营方式开始引起担忧。那就是网络运营商所面临的几乎呈指数形式增长的流量，可能会导致不可持续的网络运营及其维护费用的激增。在互联网僵化的环境下，网络虚拟化NV正在成为缓解互联网僵化的关键技术。

网络虚拟化旨在克服当前互联网对体系结构更改的抵制。网络虚拟化主要解决了将物理网络中的资源分配给虚拟网络的问题，通常被称为虚拟网络嵌入VNE问题。SD-WAN中最重要的问题是资源分配。因此亟需提出一种更符合SD-WAN场景的VNE算法，以帮助服务提供商更合理地分配WAN中的物理资源。

在当前的SD-WAN技术中，数据中心之间的WAN路由是基于最短路径选择算法的。但是，此算法不能保证用户的服务体验。随着5G和6G技术的不断发展，路由的瓶颈不再局限于带宽，而是更加关注用户的服务需求。基于应用的路由选择的目标是更好地满足不同服务的需求。

在众多类型的服务中，时延敏感型服务和高带宽敏感型服务值得我们关注。随着工业互联网等技术的不断发展，我们需要机器之间的极低的通信时延。在SD-WAN中，音频和视频服务的数量不断增加，也使我们更加关注高带宽敏感服务的传输。所以，亟需提出一种时延敏感和高带宽敏感联合优化的VNE算法。

目前关于VNE的研究很多，其中不乏多目标VNE的相关研究，但这些研究考虑的多目标指标大都不包含QoS指标，并未有研究考虑时延和高带宽敏感的联合优化，不能适应在SD-WAN场景下基于应用的路由选择的目的。