一种虚拟网映射方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于计算机网络技术领域，更具体的说，尤其涉及一种虚拟网映射方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 为解决网络僵化问题，网络虚拟化技术受到学术界的广泛关注，其中网络虚拟化 技术允许在共享的底层网络之上同时运行多个异构的虚拟网，每个虚拟网相当于底层网络 的资源分片，承载特定类型业务。
[0003] 在网络虚拟化技术中，虚拟网映射问题是网络虚拟化研宄的关键内容，主要完成 将虚拟网请求映射到底层网络空闲资源之上的任务。由于虚拟网映射中的底层网络拓扑结 构是处于动态变化的（主要体现在节点/链路故障），所以如何在动态拓扑环境下实现虚拟 网的可靠性映射是当前研宄亟待解决的问题。
[0004] 目前针对虚拟网的可靠性映射研宄相对薄弱，主要分为主备切换和在线迀移两种 方式，其中主备切换是指在底层网络中为每条虚拟链路预备两条物理链路，一条物理链路 为主路径，另一条物理链路为备份路径，在主路径发生故障时，切换至备份路径传输虚拟网 请求；在线迀移则是在物理链路发生故障时，实时计算出另一条物理链路来传输虚拟网请 求。但是这两种方式都属于被动防御，降低了数据传输的安全性。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种虚拟网映射方法及装置，可以将每条虚拟 链路映射到多条物理链路，并在数据传输时随机选取任意一条物理链路进行传输，提高链 路传输的不可预测性，从而提高数据传输的安全性。
[0006] 本发明提供一种虚拟网映射方法，所述方法包括：
[0007] 对虚拟网共享的底层网络中各个物理节点进行安全容量评估，得到安全容量矩 阵；
[0008] 基于所述安全容量矩阵，确定所述虚拟网中的每个虚拟节点对应的物理节点；
[0009] 将所述虚拟网中每个虚拟节点的虚拟链路映射到各自对应的物理节点的多条无 环物理链路；
[0010] 从所述物理节点的多条无环物理链路中随机选取一条无环物理链路，所选取的无 环物理链路用于传输虚拟网请求。
[0011] 优选地，所述对所述底层网络中各个物理节点进行安全容量评估，得到安全容量 矩阵，包括：
[0012] 获取所述底层网络中任意物理节点对U和V之间的最大流值cu，v;
[0013] 将所述底层网络中每个物理节点的链路权重修改为各自对应的报文受影响比例 系数的倒数，其中所述每个物理节点的报文受影响比例系数与各自的安全防御能力系 数成反比，且所述安全防御能力系数为已知系数；
[0014] 获取修改后的底层网络中任意物理节点对u和v之间的最大流值fu，v;
[0015] 基于所述最大流值fu，v，得到所述安全容量矩阵中每个元素的第一计算参数eu，v;
[0016] 基于所述最大流值cu，v和所述第一计算参数eu，v，得到所述安全容量矩阵中的元素 mu，v，其中1彡u彡N，1彡v彡N，N表示所述底层网络中物理节点的总个数，且N为大于1 的整数。
[0017] 优选地，所述基于所述安全容量矩阵，确定所述虚拟网中的每个虚拟节点对应的 物理节点，包括：
[0018] 从所述虚拟网中对网络资源需求最大的虚拟节点开始，基于宽度优先遍历原则， 确定所述虚拟网中每个虚拟节点的映射顺序；
[0019] 基于所述映射顺序，对每个所述虚拟节点进行映射，其中对第x个虚拟节点的映 射过程包括：基于第x个虚拟节点的网络资源需求，确定第i个虚拟节点在底层网络中的第 一候选节点集合；基于所述安全容量矩阵计算所述第一候选节点集合中每个物理节点与第 x-1个虚拟节点对应的物理节点之间的第一平均安全容量；将第x个虚拟节点映射到所述 第一候选节点集合中第一平均安全容量最大的物理节点，2 <x<M，M表示所述虚拟网中 虚拟节点的总个数，且M为大于2的整数；
[0020] 对第1个虚拟节点的映射过程包括：基于第1个虚拟节点的网络资源需求，确定第 1个虚拟节点在底层网络中的第二候选节点集合；基于所述安全容量矩阵计算所述第二候 选节点集合中每个物理节点的第二平均安全容量；将第1个虚拟节点映射到所述第二候选 节点集合中第二平均安全容量最大的物理节点。
[0021] 优选地，所述将所述虚拟网中每个虚拟节点的虚拟链路映射到各自对应的物理节 点的多条无环物理链路，包括：
[0022] 将所述虚拟网中每个虚拟节点的虚拟链路映射问题转换为线性规划问题，所述线 性规划问题为每个虚拟链路对应的随机流的一次函数问题；
[0023] 对所述线性规划问题进行求解，得到每个虚拟链路的最优随机流策略Pp Pk = (Pu，P2,k，......，Pt,k)，t为第i个虚拟链路映射到的物理链路的个数，Pj,k表示来自第k个 虚拟链路的虚拟网请求经过物理链路j的流概率，1 <k<M;
[0024] 去除每个虚拟链路的最优随机流策略中的环路，得到每个虚拟链路的无环随机流 策略；
[0025] 将所述无环随机流策略转换为无环随机路由策略Rk，Rk用于指示每 个虚拟节点的虚拟链路映射到各自对应的物理节点的多条无环物理链路，Rk = (r^,......，rj，k，......，rz，k)T，rj，k为虚拟网请求从物理链路/) =5的一个物理节点u转 发到另一个物理节点v的概率，z为每个虚拟节点映射到的物理节点的总个数。
[0026] 优选地，所述去除每个虚拟链路的最优随机流策略中的环路，得到每个虚拟链路 的无环随机流策略，包括：
[0027] 针对最优随机流策略Pk，构建由Pj，k>0的物理链路组成的网络拓扑Ga;
[0028] 若在所述网络拓扑Ga中查找到物理节点u到物理节点v之间的最短传输路径B， 获取所述最短传输路径B上的最小流概率f;其中u和v为虚拟链路/〖映射到底层网络后 的两个端点，且u为所述最短传输路径的起始物理节点，v为所述最短传输路径的终止物理 节点；
[0029] 基于每次获取的所述最小流概率对网络拓扑进行更新，其中更新过程包括：从网 络拓扑Ga中的最短传输路径上去除流概率和最小流概率之差为零的物理链路，得到更新后 的网络拓扑G%并对更新后的网络拓扑Ga执行在所述网络拓扑G3中查找物理节点u到物理 节点v之间的最短传输路径B，并获取所述最短传输路径B上的最小流概率f?直至物理节 点u和物理节点v之间不存在最短传输路径，对于每个虚拟链路中去除的物理链路对应的 流概率构成无环随机流策略；
[0030] 若在所述网络拓扑Ga中查找到物理节点u到物理节点v之间的最短传输路径B， 确定每个虚拟链路的最优随机流策略为无环随机流策略。
[0031] 本发明还提供一种虚拟网映射装置，其特征在于，所述装置包括：
[0032] 评估单元，用于对虚拟网共享的底层网络中各个物理节点进行安全容量评估，得 到安全容量矩阵；
[0033] 确定单元，用于基于所述安全容量矩阵，确定所述虚拟网中的每个虚拟节点对应 的物理节点；
[0034] 映射单元，用于将所述