无线网络虚拟化中资源分配算法研究

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随着现代通信技术的进步,互联网飞速发展。然而,新兴的技术与当前的体系结构之间的矛盾日趋激烈,使得目前的互联网表现出诸多弊端,阻碍了向下一代网络(未来网络)的蜕变。网络虚拟化技术不仅解决了Internet的“僵化”问题和未来网络架构方面的争议性,同时也提供了未来网络演示的实验性平台和技术支持。虚拟化资源分配(映射)算法是网络虚拟化技术的核心问题。通用且优秀的资源分配算法不仅能为系统和用户提供高效、可靠和安全的网络资源共享,而且能简化资源调度和管理的复杂性、提高基础资源的利用、平衡网络负载以及优化网络的性能。随着无线网络的发展,很多接入和核心网络都采用无线通信技术,而无线网络的虚拟化是一个全新的领域,对于无线网络虚拟化资源分配算法的研究具有重要的意义。首先,分析了有线网络环境中的虚拟网络资源分配算法,归纳和研究了无线网络环境下虚拟网络资源分配算法,并总结了各自的优缺点。针对无线链路的不可靠性导致虚拟网络可靠性差,以及拓扑稀疏和链路可靠性低导致虚拟网络构建率低等问题,提出了一种基于链路可靠性的无线虚拟网络分配算法WVNEA-LR。算法通过物理网络拓扑预处理和选择可靠性高的承载路径提高了分配后的虚拟网络的可靠性;利用Q因子分配虚拟节点到无线底层物理网络中相对集中的区域,从而大大地改善了因拓扑分配稀疏虚拟网络构建率低的问题。此外,WVNEA-LR允许同一个虚拟网络的多个虚拟节点映射到同一物理节点,提高了节点的利用率和降低了链路的开销。仿真实验表明,WVNEA-LR在考虑底层网络链路可靠性的前提下能较好地提高虚拟网络构建的成功率、增加收益成本比和资源利用率。其次,提出了一种基于链路干扰避免的算法WVNEA-ALI,该算法考虑链路分配的干扰性会反作用于链路的可靠性的问题,提出的基于“协分步”的分配方法提高了节点和链路分配之间的协调性和分配效率,更适应于无线网络环境中的虚拟网络分配。同时在基于链路可靠性的基础上充分地考虑了链路之间的干扰关系,提高了Vn构建成功率,保证了虚拟网络之间最少干扰的运作。仿真实验表明:WVNEA-ALI算法在考虑到了无线链路的干扰性的同时,对基于链路可靠性的虚拟网络分配算法WVNEA-LR进行优化,提高了虚拟网络构建成功率,增加了网络的收益成本比以及资源利用率。
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