高效用节能可靠的虚拟网络映射关键技术研究

虚拟网络映射问题是网络虚拟化技术面临的主要挑战之一。本项目从底层网络资源的效用和能耗以及虚拟网络服务的可靠性三个重要方面出发，对虚拟网络映射问题进行研究。本项目所研究的关键技术包括：1)基于马尔科夫随机游动模型和元启发式优化技术，设计拓扑感知和优化的虚拟网络映射算法，以通过提高虚拟网络映射成功率和降低虚拟网络映射的底层网络资源开销，提高底层网络资源的效用；2) 对底层网络资源的能耗进行考虑，重构虚拟网络映射模型, 设计能耗感知的虚拟网络映射算法，以降低底层网络的能源开销；3) 从保障虚拟网络拓扑的连通性出发，设计割集感知的虚拟网络映射算法，以应对由于底层网络链路失效而导致的虚拟网络服务中断问题，提高虚拟网络服务的可靠性。本项目的研究成果不仅能够给底层网络运营商带来直接的经济效益，为用户提供更可靠的虚拟网络服务，还符合国家绿色经济的战略需求，具有广阔的应用前景。

网络虚拟化技术允许在共享的物理网络基础设施之上提供共存的多重异构虚拟网络，每一个虚拟网络是底层物理网络的一份资源片，它由虚拟节点和虚拟链路组成。为带有不同节点和链路资源约束条件和拓扑结构需求的虚拟网络请求分配相应的底层网络资源，称为虚拟网络映射。虚拟网络映射是网络虚拟化的核心技术，受到了学术界和工业界的广泛关注。国内外研究人员已经在该领域取得了一定的成果，然而，通过对相关成果的系统研究和深入分析，我们发现目前的研究成果仍然存在以下三个方面的问题：底层网络资源的效用问题、底层网络的能耗问题和虚拟网络服务的可靠性问题。为解决以上三个问题，本项目主要研究高效用的虚拟网络映射算法、节能的虚拟网络映射算法和可靠的虚拟网络映射算法。. 本项目取得的主要研究成果如下：. (1)针对底层网络资源的效用问题，提出了拓扑感知的虚拟网络映射算法和基于增强型粒子群优化方法的虚拟网络映射算法；. (2)针对底层网络的能耗问题，提出了能耗感知的虚拟网络映射算法、基于人工免疫系统的节能虚拟网络映射算法和动态需求下的节能虚拟网络映射算法；. (3)针对虚拟网络服务的可靠性问题，提出了物理节点可靠性感知和最优共享路径保护的虚拟网络映射算法以及区分服务QoP的虚拟网络映射算法。. 基于项目组的研究成果，项目组共发表学术论文21篇（其中SCI检索的国际学术期刊论文10篇，EI检索论文11篇），申请发明专利4项，培养博士生8名。. 本项目的研究成果不仅能够给底层网络运营商带来直接的经济效益，为用户提供更可靠的虚拟网络服务，还符合国家绿色经济的战略需求，具有广阔的应用前景。项目组在虚拟网络映射技术方面的学术论文已经被国内外学者引用200多次（Google Scholar）。另外，项目组所开发的虚拟网映射仿真系统已经放在网上，供国内外同行研究虚拟网映射技术时使用。