一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，包括構建虛擬網(wǎng)絡映射高效節(jié)能運輸模型和虛擬網(wǎng)絡映射最小能耗算法兩個主要步驟。本發(fā)明根據(jù)底層網(wǎng)絡能耗特點，利用其能夠提供的CPU資源及虛擬網(wǎng)絡CPU資源請求量特征，設定節(jié)能的運輸單價參數(shù)、底層節(jié)點CPU資源生產(chǎn)量以及虛擬節(jié)點CPU資源消費量，增加節(jié)點和鏈路映射約束，建立虛擬網(wǎng)絡映射高效節(jié)能運輸模型，設計虛擬網(wǎng)絡映射最小化能耗算法，降低系統(tǒng)能耗。
【專利說明】一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及能耗算法的【技術領域】，特別是能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法的【技術領域】。
【【背景技術】】[0002]隨著電力成本不斷上漲和人們生態(tài)意識的提高，網(wǎng)絡運營商已經(jīng)意識到能耗管理的重要性，減少能耗已成為亟待解決的問題。當前網(wǎng)絡為高峰負荷而設計，網(wǎng)絡資源超量供給確保了網(wǎng)絡的正常運行，然而也導致資源利用率低下。據(jù)統(tǒng)計，大型ISP骨干網(wǎng)的平均鏈路利用率大約30-40%，數(shù)據(jù)中心服務器的平均利用率為11%~50%。過低的利用率造成了巨大的電能浪費，促使綠色網(wǎng)絡研究的興起，網(wǎng)絡能耗問題成為研究熱點。
[0003]網(wǎng)絡虛擬化，是未來因特網(wǎng)、云計算和軟件定義網(wǎng)絡的重要技術。其通過整合網(wǎng)絡基礎設施資源，合理有效地使用能量，使得智能能量感知網(wǎng)絡部署成為可能。虛擬網(wǎng)絡映射是網(wǎng)絡資源虛擬化的關鍵問題。當前大部分映射算法是基于代價的虛擬網(wǎng)絡映射，即以最小底層資源代價映射虛擬網(wǎng)絡請求，從而獲得更多的底層物理資源，以提高虛擬網(wǎng)絡映射接收率。然而，由于底層物理網(wǎng)絡節(jié)點的能耗與CPU的利用率關系較大，虛擬網(wǎng)絡節(jié)點應盡可能映射到更加節(jié)能的底層物理節(jié)點?；诖鷥r的虛擬網(wǎng)絡映射并未考慮到底層節(jié)點的節(jié)能特點，這必然帶來不必要的能耗。因此設計有效模型，盡可能把虛擬網(wǎng)絡節(jié)點映射到底層節(jié)能節(jié)點是節(jié)能的有效方法。但是目前相關節(jié)能感知映射算法是通過資源整合方法實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡映射，節(jié)約系統(tǒng)能耗，但缺乏考慮底層網(wǎng)絡節(jié)點節(jié)能特點。
【
【發(fā)明內容】
】
[0004]本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術中的問題，提出一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，根據(jù)底層網(wǎng)絡能耗特點，利用其能夠提供的CPU資源及虛擬網(wǎng)絡CPU資源請求量特征，設定節(jié)能的運輸單價參數(shù)、底層節(jié)點CPU資源生產(chǎn)量以及虛擬節(jié)點CPU資源消費量，增加節(jié)點和鏈路映射約束，建立虛擬網(wǎng)絡映射高效節(jié)能運輸模型，設計虛擬網(wǎng)絡映射最小化能耗算法，降低系統(tǒng)能耗。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，依次包括以下步驟:
[0006]a)構建虛擬網(wǎng)絡映射高效節(jié)能運輸模型:設定有m個底層網(wǎng)絡節(jié)點提供CPU資源的生產(chǎn)地點Ai, i = 1，2，...，m，可供應CPU資源物資，CPU供應量分別為a” i =
1，2，...，m，設定ai為:a,.= CPUis，其中m值為底層網(wǎng)絡節(jié)點的數(shù)量，CPU[為底層節(jié)
點i的CPU資源量；設有η個虛擬節(jié)點需求CPU資源的銷地B」，j = 1，2，...，n，CPU需
求量分別為j = 1，2，...，n，設定h為:bj = CPU；.，其中η為等待映射的虛擬網(wǎng)絡
節(jié)點數(shù)量，CPU:為虛擬節(jié)點j的CPU資源量；從Ai到B」分配單位CPU資源的能耗單價為Cij，設定Cij為:
【權利要求】
1.一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，依次包括以下步驟:a )構建虛擬網(wǎng)絡映射高效節(jié)能運輸模型:設定有m個底層網(wǎng)絡節(jié)點提供CPU資源的生產(chǎn)地點Ai, i = l，2，...，m，可供應CPU資源物資，CPU供應量分別為a” i =1，2，...，m，設定ai為:乂 = CPUis，其中m值為底層網(wǎng)絡節(jié)點的數(shù)量，CPU:為底層節(jié)點i的CPU資源量；設有η個虛擬節(jié)點需求CPU資源的銷地B」，j = 1，2，...，n，CPU需求量分別為j = l，2，...，n，設定N為
2.如權利要求1所述的一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，其特征在于:所述虛擬網(wǎng)絡包括節(jié)點和鏈路映射，虛擬網(wǎng)絡映射節(jié)能運輸模型需要增加Xij值約束:
3.如權利要求1所述的一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，其特征在于:所述虛擬網(wǎng)絡包括節(jié)點和鏈路映射，虛擬網(wǎng)絡映射節(jié)能運輸模型還需增加鏈路映射容量約束:
4.如權利要求1所述的一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，其特征在于:所述虛擬網(wǎng)絡包括節(jié)點和鏈路映射，虛擬網(wǎng)絡映射節(jié)能運輸模型還需要增加鏈路映射分配約束:
5.如權利要求1所述的一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，其特征在于:所述虛擬網(wǎng)絡包括節(jié)點和鏈路映射，虛擬網(wǎng)絡映射節(jié)能運輸模型還需增加Xij與7/關系約束:
6.如權利要求1所述的一種能耗感知的虛擬網(wǎng)絡映射運輸模型及算法，其特征在于:所述底層網(wǎng)絡的能量消耗由節(jié)點和鏈路能耗兩個部分組成，虛擬網(wǎng)絡映射將會導致底層網(wǎng)絡的節(jié)點和鏈路處于激活狀態(tài)或者休眠狀態(tài)，同時底層網(wǎng)絡節(jié)點隨著負載虛擬節(jié)點而變化，底層網(wǎng)絡的 處理器的利用率將會產(chǎn)生變化，從而影響底層網(wǎng)絡的能耗。
【文檔編號】H04L12/46GK103856355SQ201410088961
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權日:2014年3月12日
【發(fā)明者】蔣云良, 陳曉華, 李春芝 申請人:湖州師范學院