动态环境下节能的虚拟网络映射方法

As one of the core techniques of network virtualization, virtual network embedding has attracted lots of attention from academic and industry fields. Through the thorough research and in-depth analysis of the related work, we find that prior studies still focus on the virtual network embedding problem in static environment, while neglecting the dynamic characteristics of this problem. Thus, stemming from the dynamic characteristics of the users’ demands, electric market and the re-optimization, aiming to reduce the energy cost, this project studies the virtual network embedding problem in the following aspects: 1. Studying the temporal and spatial correlation of virtual network demands, building the model for dynamic virtual network demands, and proposing an energy-aware virtual network embedding algorithm with dynamic demands. 2. Leveraging the location-varying and time-varying diversities of the electricity price, building the electricity cost model for physical network, and proposing an energy-aware virtual network embedding algorithm to further decrease the electricity cost in dynamic electricity market. 3. Employing the migration technique, building the virtual network migration model, and proposing a dynamically re-optimized virtual network embedding algorithm. The research results of this project can not only vigorously promote the theoretical research of the virtual network mapping problem and have important academic value, but also significantly reduce the operating costs of the physical network provider, which matches the national energy saving development strategy and has broad application prospects.

作为网络虚拟化核心技术之一，虚拟网络映射受到了学术界和工业界广泛关注。通过对相关成果的系统研究和深入分析，发现已有工作主要集中于研究静态环境下的虚拟网络映射问题，忽略了真实环境下的动态性。因此，本项目从用户方需求的动态性、电力提供方电力价格的动态性以及优化效果的动态性等三个角度出发，以降低能耗开销为目标，对虚拟网络映射问题展开研究：1、研究虚拟网络动态需求的时空关联关系，建立动态虚拟网络需求模型，提出动态需求下节能的虚拟网络映射方法。2、利用电力价格的时变差异性和地域差异性，对物理网络电能开销进行建模，提出动态电力市场中节能的虚拟网络映射方法。 3、利用迁移技术，建立虚拟网络迁移模型，设计动态重优化节能的虚拟网络迁移方法。本项目的研究成果，不仅可以大力推动虚拟网络映射问题的理论研究，具有重要学术价值，而且可以降低物理网络运营商能耗成本，符合国家节能减排的能源发展战略，具有广阔应用前景。

网络即服务，允许用户可编程化部署和管理网络，是云计算提供服务的重要形式。其中，如何合理而高效地进行虚拟网络映射是一个极具挑战性的难题。通过对相关成果的系统研究和深入分析，我们发现目前已有工作主要集中在研究静态环境下的虚拟网络映射问题，而忽略了真实环境下的动态性。.项目组从用户方需求的动态性、电力提供方电力价格的动态性以及优化效果的动态性等三个角度出发，开展了系统、深入的研究。特别地，1）针对虚拟网络需求的动态性，为了最大化运营收益和最小化能耗开销，设计了一种基于人工蜂群的虚拟网络映射算法；2）针对电力市场的动态性，提出了一种基于聚类的节能虚拟网络映射方法，从而能够降低物理网络运营商的电力成本；3）针对虚拟网络映射优化效果的动态性，提出了基于分组的虚拟网络迁移方法，从而进一步降低了物理网络运营商的能耗开销。.研究成果在学术研究方面，可以大力推动虚拟网络映射问题的理论研究，具有重要学术价值；在产业应用方面，可以为物理网络运营商降低能耗成本，符合国家节能减排的能源发展战略，具有广阔应用前景。.另外，项目组将该问题进行了延伸，将其扩展到社交网络中，进一步提出了基于表示学习的社交网络映射方法。该方法可以实现不同社交网络中用户身份之间的关联。该成果在产业应用方面，为用户画像、跨域推荐和活动组织等多网络的分析和挖掘应用扫清了障碍；在国家安全方面，为身份信息关联、匿名用户发现和舆情分析等一系列重要任务奠定了基础，从而为我国网络安全建设提供关键支撑和强力保障。