随着互联网的网络架构体系不断演进,网络虚拟化的应用势态愈加明显,亦催生了一系列基于网络虚拟化技术的网络试验平台,如GENI、FIRE、RISE等。我国也在建设自己的大型未来网络试验设施,而作为该项目的前期研究单位和计划试点之一,我校自2012年就开展建设了校园级的网络虚拟化创新试验平台。需要注意的是,这个平台建设的关键技术为网络映射。虽然目前虚网映射己有诸多研究成果,但这些成果主要面向多样化网络拓扑、切割链路以及收到虚网后的即时映射的研究。然而在实际平台建设过程中,平台出现了网络实验申请时间集中和系统资源拥塞的实际问题。为了解决这个问题,充分发挥虚拟化平台的弹性优势,本文结合生活生产中一些类似的排队解决方案,提出了网络虚拟化环境下的虚网映射预约调度机制,可以实现合理的底层资源调度,并且提高用户的系统体验。因此,本文以学校的虚拟化平台建设为研究对象,以设计合理的预约调度的虚网映射算法为目标,完成如下工作:(1)本文首先介绍校园试验平台的相关情况。校园试验平台从己有的CNVP架构迭代为基于Openstack实现的虚拟化平台,采用单机房的灵活组网模式。在校园试验平台运营维护过程中存在实验申请时间集中造成系统资源拥塞的问题,本文基于此问题做出相关研究。(2)本文提出一种传统即时映射和预约调度映射的混合调度模型,提高系统的利用率与灵活性。针对目前学生在进行网络试验过程中出现的资源使用不充分,系统灵活性低等问题,本文设计了相应的预约调度模型。该模型在经典的时间窗模型基础上,结合排队论中M/M/1模型及其它学科中相关的预约实现方法,采用非抢占式优先的排队模式,设计相应的预约调度映射模型。(3)本文在模型构建基础上,结合预约排队机制及相关理论,采用时间离散化并以时间为算法切分维度的方法,设计预约调度虚网映射算法。为满足预约算法验证,本文为每个虚网设计一个从当前可接受最大开始时间starttime,并基于虚网生存时间lifetime和starttime进入预约系统进行映射。针对虚网预约映射存在每个时刻在物理网络的状态问题,本文设计虚网预约系统的时间分片管理机制,并给系统设定一个切割时间片interval。本文针对虚网的lifetime和starttime实现基于interval进行切割和递推,保证虚网在每个interval中都能成功映射。仿真结果表明,在初始虚网数少并且虚网时间较短的情况下,预约映射的虚网接受率比传统模型高大约10%。在虚网生存时间范围较大的情况下,虚网大规模长时间占用映射资源会导致预约映射模式接收率只有传统模式的50%。在生存时间小范围分布且均匀的情况下,系统采用较小的interval映射模式可以有更高的接收率。但在这种情况下,系统映射的运行时间也会随之增大。通过结合接收率和运行时间对比,研究发现interval取值在虚网生存周期一半附近的时候有较好的综合性能。此外,在不同的虚网上限带宽情况下进行仿真,结果表明预约映射的方式带来的收益比比传统法略高1%。这个结果符合本文预期预约调度可更好的分配调度底层物理资源的设想。基于以上工作,根据仿真结果以及校园试验平台具有短周期使用等特性,预约映射虚网的模型算法可应用到试验平台中。通过这种方式,系统可实现对底层物理资源的高效利用,并且改善学生在网络试验中的用户体验。