基于节点连通性排序的虚拟网络映射算法

作     者：刘少楠 李玲 苑迎 蒋国佳 王聪 吕艳霞 LIU Shao-nan;LI Ling;YUAN Ying;JIANG Guo-jia;WANG Cong;Lü Yan-xia

作者机构：东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院 

出 版 物：《计算机工程与科学》 (Computer Engineering & Science)

年 卷 期：2019年第41卷第12期

页      面：2101-2109页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61702089) 中央高校基本科研业务费(N182304021) 河北省高等学校科学研究计划(ZD2019306) 

主　　题：云资源分配 数据中心 虚拟网络映射 离散粒子群优化 节点排序 

摘      要：对当今云环境下的数据中心来说,以虚拟资源租赁的运营方式具有极大的灵活性,尤其是以虚拟网络为粒度的资源租赁能够为用户提供更好的个性化需求支持。虚拟网络映射问题是指依据用户资源需求,合理分配底层主机和网络资源。现有的虚拟网络映射算法大多是针对随机拓扑设计的通用算法,未针对数据中心拓扑结构进行优化,映射效率有很大提升空间。针对数据中心的结构特点,提出了一种基于节点连通性排序的虚拟网络映射算法BS-VNE算法。首先,设计了一种最大生成算法来对虚拟节点重要程度进行求解和排序。该算法不仅基于虚拟节点的带宽和连通度,还基于虚拟节点在整个虚拟网络中的连通性来进行节点连通性的计算,以获得更加合理的排序结果。然后,根据虚拟节点连通性排序结果利用离散粒子群优化算法求解虚拟网络的映射解。在求解过程中,引入了针对数据中心结构的物理网络拓扑启发式规则,并将其组合到粒子搜索过程中,以提高映射算法的收敛速度。仿真实验结果表明,与现有算法相比,本文提出的算法可以提高物理网络的收益/成本比和资源利用率。