SDN的网络虚拟化资源分配技术

• 作 者: 刘宇
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 软件定义网络 网络虚拟化 资源分配 能源节约 负载均衡

随着移动互联网、物联网、云计算等技术的快速发展,传统网络架构的僵化问题日益突出。网络虚拟化能融合现有通信与计算的资源虚拟化技术,采用分层的技术手段解决网络僵化问题,而软件定义网络(SDN)为网络虚拟化的实现提供了切实可行的解决方案。本文立足于SDN技术,重点研究网络虚拟化的系统结构及资源分配方法。论文首先分析了网络虚拟化与SDN的技术特点,给出了基于软件定义的网络虚拟化架构,论述了虚拟化资源分配的核心作用,归纳了资源分配与虚拟网络映射(VNE)的相互关系,并采用形式化方法定义了底层物理网络与上层虚拟网络的映射模型。其次,论文面向软件定义网络电信级部署的特点,提出了一种能级自适应的虚拟资源分配方法,针对比例计算技术建立了全网能耗最小的优化模型,设计了相应的求解算法用以实现混合整数规划问题的快速求解。论文运用ALEVIN开源软件开展了仿真实验,对算法的优化性能进行了对比分析。结果表明,所提算法在网络重负载时能提高虚拟网络接受率并显著降低能耗开销。最后,论文进一步以全网负载均衡为优化目标提出了一种虚拟资源分配方案,通过增加辅助约束变量,将非线性计算模型约化为混合整数规划问题,并引入能级向量设计了能耗优化算法。论文针对典型拓扑开展了虚拟网络映射的性能验证实验,对大量随机拓扑映射进行统计分析。结果表明,所提方案在保证服务接受率的同时,能进一步改善系统节能和网络负载均衡的性能。