一种主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法
【专利摘要】本发明公开了一种主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法，包括构建虚拟网络映射及其能耗模型、构建虚拟网络映射多目标决策模型和底层网络资源主动休眠三个步骤。本发明通过考虑虚拟网络映射成本收益比以及系统能耗，提出多目标决策的虚拟网络映射能耗模型，在保证虚拟网络映射收益成本比的前提下降低系统能耗；由于该模型是混合整数规划模型，求解时间复杂度高，作者通过分析虚拟网络映射动态特征，定义系统饱和与非饱和状态，并提出主动休眠底层节点和链路的方法，把虚拟网络映射在一个较小的节点和链路集合中，从而减小映射路径长度，提高收益成本比、休眠节点和链路数量，有效节约系统能耗。
【专利说明】一种主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及映射算法的【技术领域】，特别是主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法的【技术领域】。
【【背景技术】】
[0002]随着电力成本不断上涨和人们生态意识的提高，网络运营商已经意识到能耗管理的重要性，减少能耗已成为亟待解决的问题。当前网络为高峰负荷而设计，网络资源超量供给确保了网络的正常运行，然而也导致资源利用率低下。据统计，大型ISP骨干网的平均链路利用率大约30-40%，数据中心服务器的平均利用率为11%~50%。过低的利用率造成了巨大的电能浪费，促使绿色网络研究的兴起，网络能耗问题成为研究热点。
[0003]网络虚拟化，是未来因特网、云计算和软件定义网络的重要技术。其通过整合网络基础设施资源，能够合理有效地使用能量，使得智能能量感知网络部署成为可能。虚拟网络映射是网络资源虚拟化的关键问题。当前大部分映射算法是基于代价的虚拟网络映射，即以最小底层资源代价映射虚拟网络请求，以此获得更多的底层物理资源，以提高虚拟网络映射接收率。然而，由于虚拟网络请求是一个动态变化过程，而底层物理网络根据流量峰值设计，基于代价的虚拟网络映射必然带来不必要的能耗。以节能为目标的虚拟网络化映射应在满足当前虚拟网络请求的前提下最小化能耗。由于当前网络设备对流量负荷的功耗不敏感[13]，因此在不影响虚拟网络映射性能的情况下尽可能多关闭或休眠网络节点和链路是节能的有效方法。当前基于能量感知的虚拟网络映射通过修改虚拟网络映射算法，使得虚拟网络尽可能映射到活动的节点和链路，以达到系统节能目的。目前相关节能感知映射算法是通过修改虚拟网络映射算法，被动地休眠网络节点和接口。
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【发明内容】
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[0004]本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法，能够把虚拟网络映射在一个较小的节点和链路集合中，从而减小映射路径长度，提高收益成本比、休眠节点和链路数量，有效节约系统能耗。
[0005] 为实现上述目的，本发明提出了一种主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法，依次包括以下步骤:
[0006]a)构建虚拟网络映射及其能耗模型:
[0007]al)通过无向图=(A^，r，C;G)对底层网络建模，其中Ns*底层网络的节
点集合，Ls为底层网络的链路集合，G为底层网络的节点属性集合，C〗为底层网络的链路
属性集合；通过无向图(^’=(7^，7:,(^，6)对虚拟网络建模，其中Nv为虚拟网络的节点集
合，Lv为虚拟网络的链路集合，G为虚拟网络的节点属性集合，为链路属性集合，设置节点属性为CPU处理器资源，链路属性为带宽资源；
[0008]a2)底层网络能耗主要包括节点能耗和链路能耗两个部分，定义底层网络第i个节点能耗为:
【权利要求】
1.一种主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法，依次包括以下步骤: a)构建虚拟网络映射及其能耗模型: al)通过无向图
2.如权利要求1所述的一种主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法，其特征在于:所述步骤b)中
3.如权利要求1所述的一种主动休眠节点和链路的高效节能虚拟网络映射算法，其特征在于:所述步骤Cl)中虚拟网络的动态特征:包括虚拟网络请求的到来时间、存在时间、虚拟网络节点个数、虚拟链路条数，节点CPU和链路带宽；底层网络动的态特征:随着虚拟网络请求的到来和离开，底层网络剩余CPU、链路剩余带宽资源量和分布将会动态变化；映射算法动态特征:随着虚拟网络请求资源量的变化，在不同映射算法下，底层网络资源利用率、虚拟网络接收率和系统收益是不同的 ；虚拟网络全部接收的状态为系统非饱和状态，虚拟网络没有全部接收的状态为系统饱和状态。
【文档编号】H04L12/46GK103916266SQ201410087749
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】蒋云良, 陈晓华, 李春芝 申请人:湖州师范学院