一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法技術

本發明專利技術公開了一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法。它主要包括以下步驟：1）虛擬網絡規劃是為虛擬網絡中的虛擬節點和虛擬鏈路，分別選擇可用來部署的物理節點及物理鏈路；2）虛擬節點規劃時，采用“小對大”算法，并需要滿足位置要求和服務功能種類要求；3）規劃好物理節點后，把虛擬網絡與之前規劃好的虛擬網絡進行對比，如果對應的物理節點存在相同，則對虛擬網絡所操作的數據包類型、作用時間與所操作的動作三個條件進行沖突判斷；4）虛擬鏈路規劃采用K最短路徑算法進行。

【技術實現步驟摘要】
一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法
本專利技術涉及SDN（SoftwareDefinedNetwork，軟件定義網絡）網絡虛擬化領域，具體涉及一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法。
技術介紹
互聯網的誕生創造了信息社會，在這個信息社會中幾乎一切都是通過網絡連接的，但盡管互聯網有著廣泛的適用性，傳統以IP協議為核心網絡是復雜的并難以管理的。往往網絡管理員很難根據預定義的策略配置網絡，而重新配置網絡以響應故障、負載和更改的過程也十分復雜。更糟糕的是，當前的傳統網絡是垂直集成的，即控制平面與數據平面是一種緊耦合的關系，兩者難以分離。但是隨著軟件定義網絡（Software-DefinedNetworking，SDN）這一概念在2007年被提出之后，這些問題的解決有了新的解決方案。SDN作為一種新的網絡架構，通過軟件的方式實現路由器的控制平面（controlplane）與負責轉發的數據平面（dataplane）解耦合。在這個架構下，網絡管理員可以不改動硬件設備，以中央控制方式，用軟件程序就重新規劃管理網絡。在SDN的幫助下，網絡流量控制有了新的方法，同時核心網絡及應用創新也有了一個良好的平臺。網絡虛擬化是構建新一代互聯網體系架構的重要技術，也是SDN研究的核心技術之一。網絡虛擬化技術的核心思想是從物理網絡中抽象出所需求的網絡資源，在此基礎上構建相應的虛擬網絡來滿足各種多樣化應用的需要。在對SDN的網絡映射和部署進行理論研究時會涉及到一個問題，即在規劃虛擬網絡時，底部物理網絡（比如CPU能力、帶寬、內存、服務功能等）能否支撐上層業務的要求。同時當網絡管理員在相同物理節點上部署虛擬網絡時會存在服務功能之間的沖突問題。
技術實現思路
為了克服現有技術中的問題，本專利技術的目的是提供一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法，在傳統的虛擬網絡映射規劃中，增加考慮到基于服務功能的規劃，并提出防止服務功能規劃失敗的預防機制以提高服務功能規劃的成功率。一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法，包括以下步驟：1-1）虛擬網絡規劃包括虛擬節點規劃和虛擬鏈路規劃，即為虛擬網絡中的虛擬節點和虛擬鏈路，分別選擇可用來部署的物理節點及物理鏈路，并為各個虛擬網絡指定優先級；1-2）在為虛擬節點選擇對應的物理節點時，采用“小對大”算法，即虛擬節點按CPU需求值的大小進行升序排列，CPU需求值最小的虛擬節點首先進行規劃，在底層物理網絡中尋找滿足虛擬節點的CPU需求、位置要求和服務功能種類要求，且CPU資源最充足的物理節點；1-3）當為一個虛擬網絡規劃選擇好各個物理節點后，把該虛擬網絡與以前已經規劃好的虛擬網絡進行逐一對比檢查，如果兩個虛擬網絡對應的物理節點沒有一個相同，則跳轉至步驟1-9）；1-4）對于兩個虛擬網絡所對應的所有相同的物理節點，逐一按照從1-5到1-8）的順序進行檢查。如果檢查完畢，則跳轉至步驟1-9）；1-5）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能所操作的數據包類型不相同，則跳轉至步驟1-4）繼續檢查其他相同的物理節點；1-6）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能作用時間完全不重合，則跳轉至步驟1-4）繼續檢查其他相同的物理節點；1-7）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能在相同作用時間內所操作的動作不屬于以下的沖突情況：一方為丟包而另一方為轉發，則跳轉至步驟1-4）繼續檢查其他相同的物理節點；1-8）如果前述進行檢查的兩個虛擬網絡中某個虛擬網絡優先級較低，則跳轉至步驟1-2）重新對該虛擬網絡進行規劃以更換有沖突的物理節點；如果前述進行檢查的兩個虛擬網絡優先級相同，則跳轉至步驟1-2）重新對對應物理節點數量較少的虛擬網絡進行規劃以更換有沖突的物理節點；1-9）采用K最短路徑算法進行虛擬鏈路規劃，如果鏈路規劃無法完成，則跳轉至步驟1-2）重新進行虛擬節點規劃，直至完成整個虛擬網絡規劃。步驟1-2）中規劃物理節點時的選擇：2-1）物理節點可能不支持相應功能，此時物理節點可以向控制器請求更新功能。控制器根據自身是否擁有相應功能以及網絡負載情況，決定是否批準請求。請求被批準后，物理節點下載相應服務功能，再次進行虛擬網絡規劃；2-2）物理節點上的服務功能具有生命時間，長時間未被使用之后，相應服務功能自動釋放，以節省網絡資源。附圖說明圖1是S公司網絡拓撲圖。具體實施方式以下通過附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步的說明。一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法，虛擬網絡在規劃路徑時有CPU、位置、帶寬、服務功能種類等約束，而當同一物理節點上部署來自不同虛擬網絡要求的服務功能時，有可能發生沖突，因此，在虛擬網絡規劃時預先考慮避免不同服務功能之間的沖突將降低虛擬網絡部署的失敗率。該方法包括以下步驟：1-1）虛擬網絡規劃包括虛擬節點規劃和虛擬鏈路規劃，即為虛擬網絡中的虛擬節點和虛擬鏈路，分別選擇可用來部署的物理節點及物理鏈路，并為各個虛擬網絡指定優先級；1-2）在為虛擬節點選擇對應的物理節點時，采用“小對大”算法，即虛擬節點按CPU需求值的大小進行升序排列，CPU需求值最小的虛擬節點首先進行規劃，在底層物理網絡中尋找滿足虛擬節點的CPU需求、位置要求和服務功能種類要求，且CPU資源最充足的物理節點；1-3）當為一個虛擬網絡規劃選擇好各個物理節點后，把該虛擬網絡與以前已經規劃好的虛擬網絡進行逐一對比檢查，如果兩個虛擬網絡對應的物理節點沒有一個相同，則跳轉至步驟1-9）；1-4）對于兩個虛擬網絡所對應的所有相同的物理節點，逐一按照從1-5到1-8）的順序進行檢查。如果檢查完畢，則跳轉至步驟1-9）；1-5）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能所操作的數據包類型不相同，則跳轉至步驟1-4）繼續檢查其他相同的物理節點；1-6）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能作用時間完全不重合，則跳轉至步驟1-4）繼續檢查其他相同的物理節點；1-7）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能在相同作用時間內所操作的動作不屬于以下的沖突情況：一方為丟包而另一方為轉發，則跳轉至步驟1-4）繼續檢查其他相同的物理節點；1-8）如果前述進行檢查的兩個虛擬網絡中某個虛擬網絡優先級較低，則跳轉至步驟1-2）重新對該虛擬網絡進行規劃以更換有沖突的物理節點；如果前述進行檢查的兩個虛擬網絡優先級相同，則跳轉至步驟1-2）重新對對應物理節點數量較少的虛擬網絡進行規劃以更換有沖突的物理節點；1-9）采用K最短路徑算法進行虛擬鏈路規劃，如果鏈路規劃無法完成，則跳轉至步驟1-2）重新進行虛擬節點規劃，直至完成整個虛擬網絡規劃。步驟1-2）中規劃物理節點時的選擇：2-1）物理節點可能不支持相應功能，此時物理節點可以向控制器請求更新功能。控制器根據自身是否擁有相應功能以及網絡負載情況，決定是否批準請求。請求被批準后，物理節點下載相應服務功能，再次進行虛擬網絡規劃；2-2）物理節點上的服務功能具有生命時間，長時間未被使用之后，相應服務功能自動釋放，以節省網絡資源。實施例下面以S公司內部的虛擬網絡規劃為例，對基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法過程進行說明。該公司有多個部門，包括管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：1?1）虛擬網絡規劃包括虛擬節點規劃和虛擬鏈路規劃，即為虛擬網絡中的虛擬節點和虛擬鏈路，分別選擇可用來部署的物理節點及物理鏈路，并為各個虛擬網絡指定優先級；1?2）在為虛擬節點選擇對應的物理節點時，采用“小對大”算法，即虛擬節點按CPU需求值的大小進行升序排列，CPU需求值最小的虛擬節點首先進行規劃，在底層物理網絡中尋找滿足虛擬節點的CPU需求、位置要求和服務功能種類要求，且CPU資源最充足的物理節點；1?3）當為一個虛擬網絡規劃選擇好各個物理節點后，把該虛擬網絡與以前已經規劃好的虛擬網絡進行逐一對比檢查，如果兩個虛擬網絡對應的物理節點沒有一個相同，則跳轉至步驟1?9）；1?4）對于兩個虛擬網絡所對應的所有相同的物理節點，逐一按照從1?5到1?8）的順序進行檢查，如果檢查完畢，則跳轉至步驟1?9）；1?5）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能所操作的數據包類型不相同，則跳轉至步驟1?4）繼續檢查其他相同的物理節點；1?6）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能作用時間完全不重合，則跳轉至步驟1?4）繼續檢查其他相同的物理節點；1?7）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能在相同作用時間內所操作的動作不屬于以下的沖突情況：一方為丟包而另一方為轉發，則跳轉至步驟1?4）繼續檢查其他相同的物理節點；1?8）如果前述進行檢查的兩個虛擬網絡中某個虛擬網絡優先級較低，則跳轉至步驟1?2）重新對該虛擬網絡進行規劃以更換有沖突的物理節點；如果前述進行檢查的兩個虛擬網絡優先級相同，則跳轉至步驟1?2）重新對對應物理節點數量較少的虛擬網絡進行規劃以更換有沖突的物理節點；1?9）采用K最短路徑算法進行虛擬鏈路規劃，如果鏈路規劃無法完成，則跳轉至步驟1?2）重新進行虛擬節點規劃，直至完成整個虛擬網絡規劃。...

【技術特征摘要】
1.一種基于服務功能沖突預防的虛擬網絡規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：1-1）虛擬網絡規劃包括虛擬節點規劃和虛擬鏈路規劃，即為虛擬網絡中的虛擬節點和虛擬鏈路，分別選擇可用來部署的物理節點及物理鏈路，并為各個虛擬網絡指定優先級；1-2）在為虛擬節點選擇對應的物理節點時，采用“小對大”算法，即虛擬節點按CPU需求值的大小進行升序排列，CPU需求值最小的虛擬節點首先進行規劃，在底層物理網絡中尋找滿足虛擬節點的CPU需求、位置要求和服務功能種類要求，且CPU資源最充足的物理節點；1-3）當為一個虛擬網絡規劃選擇好各個物理節點后，把該虛擬網絡與以前已經規劃好的虛擬網絡進行逐一對比檢查，如果兩個虛擬網絡對應的物理節點沒有一個相同，則跳轉至步驟1-9）；1-4）對于兩個虛擬網絡所對應的所有相同的物理節點，逐一按照從1-5到1-8）的順序進行檢查，如果檢查完畢，則跳轉至步驟1-9）；1-5）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能所操作的數據包類型不相同，則跳轉至步驟1-4）繼續檢查其他相同的物理節點；1-6）在同一個物理節點上，兩個虛擬網絡分別將要部署的服務功能作用時間完全不重合，則跳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董黎剛，徐倜杰，何博翰，周敬，王偉明，
申請(專利權)人：浙江工商大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33