區(qū)域故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種區(qū)域故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方 法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模W及業(yè)務(wù)規(guī)模不斷擴大，傳統(tǒng)的IP互聯(lián)網(wǎng) 體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)適應(yīng)當前互聯(lián)網(wǎng)全球規(guī)模的擴增速度。作為推動當前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和創(chuàng)新的重 要手段，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)支持多個虛擬網(wǎng)絡(luò)彼此隔離地共享物理網(wǎng)絡(luò)資源，能夠經(jīng)濟快速 地創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)，并在虛擬網(wǎng)絡(luò)上按照用戶的需求部署網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。高效可靠的資源分配方 法是網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)得W發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
[0003] 虛擬網(wǎng)映射根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，通過相關(guān)算法高效地將底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)施（如光網(wǎng) 絡(luò)和數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng)絡(luò)）的物理資源（如帶寬容量和CPU計算能力）分配給多種應(yīng)用和服務(wù)。 近年來，兩種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一-網(wǎng)格計算和云計算服務(wù)，正是通過將虛擬網(wǎng)絡(luò)映射到底層物 理網(wǎng)絡(luò)上的技術(shù)手段而得W實現(xiàn)。隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬化的發(fā)展和推廣，虛擬網(wǎng)生存性的研究變 得越來越重要。
[0004] 區(qū)域性故障是指在某一地理區(qū)域內(nèi)同時發(fā)生的多節(jié)點多鏈路故障。區(qū)域性故障多 由地震、海嘯等自然災(zāi)害或者人為物理攻擊等事件觸發(fā)，鑒于不同種類的災(zāi)害的強度W及 作用范圍不同，因此不同種類的災(zāi)害觸發(fā)的區(qū)域性故障嚴重程度不同。為了使網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)多 種可能出現(xiàn)的災(zāi)害影響場景，可W將由某種災(zāi)害觸發(fā)的同時故障的節(jié)點和鏈路編為一組， 記為一種區(qū)域性故障場景，然后可W將問題簡化為解決某種區(qū)域故障場景下的虛擬網(wǎng)絡(luò)可 生存型映射問題。 陽〇化]當前區(qū)域性故障的資源分配方法在接收一個虛擬網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建請求時不僅為其分配 正常工作所用的物理資源，還主動為其分配等量的備份用物理資源。當?shù)讓庸收习l(fā)生時，直 接將受影響的虛擬資源遷移到備用物理資源上，從而保證虛擬網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)不被中斷。 該備份策略能夠有效地解決單節(jié)點單鏈路故障下的生存性映射，但對于某一地理區(qū)域內(nèi)多 節(jié)點多鏈路同時發(fā)生的區(qū)域性故障發(fā)生的情況則會存在備份資源浪費的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于此，有必要提供一種實現(xiàn)備份資源總量少的區(qū)域性故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方 法和系統(tǒng)。
[0007] 一種區(qū)域性故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，包括步驟：
[0008] 初始化資源池及底層網(wǎng)絡(luò)的拓撲資源；
[0009] 根據(jù)區(qū)域性故障場景的場景資源損失及所述拓撲資源，確定可用資源，并對所述 可用資源及所述資源池進行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射確定映射方案及資源池分配方案；
[0010] 確定每種區(qū)域性故障場景下映射方案的資源消耗；
[0011] 確定最終分配方案，所述最終分配方案為資源消耗最少的映射方案所對應(yīng)的資源 池分配方案。
[0012] 一種區(qū)域性故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配系統(tǒng)，包括：
[0013] 初始化模塊，用于初始化資源池及底層網(wǎng)絡(luò)的拓撲資源；
[0014] 場景資源分配模塊，用于根據(jù)區(qū)域性故障場景的場景資源損失及所述拓撲資源， 確定可用資源，并對所述可用資源及所述資源池進行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射確定映射方案及資源池 分配方案；
[0015] 資源消耗確定模塊，用于確定每種區(qū)域性故障場景下映射方案的資源消耗；
[0016] 最終方案確定模塊，用于確定最終分配方案，所述最終分配方案為資源消耗最少 的映射方案所對應(yīng)的資源池分配方案。
[0017] 上述區(qū)域性故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方法及系統(tǒng)，在發(fā)生多種區(qū)域性故障時，對不 同區(qū)域性故障場景，分別進行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射得到該區(qū)域性故障場景下的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射方案 及該映射方案對應(yīng)的資源池分配方案；并根據(jù)每種區(qū)域性故障場景下映射方案的資源消 耗，確定最終分配方案為資源消耗最小的映射方案所對應(yīng)的區(qū)域性故障場景下的資源池分 配方案。如此，可W使最終分配方案所需要的備份資源的資源消耗少。
【附圖說明】
[0018] 圖1為一種實施方式的區(qū)域性故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方法的流程圖；
[0019] 圖2為圖1中的步驟S150的具體的流程圖；
[0020] 圖3為圖2中的步驟S157的更具體的流程圖；
[0021] 圖4為一種實施方式的區(qū)域性故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0022] 圖5為圖4中的場景資源分配模塊的單元結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖6為圖5中的拓撲資源更新單元的子單元結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳的實施例。但是，本發(fā)明可WW許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實施例。相反地，提供運些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透 徹全面。
[00巧]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"或/和"包括一個或多個 相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0026] 如圖1所示，一種實施方式的區(qū)域性故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，包括如下步驟：
[0027] S130 :初始化資源池及底層網(wǎng)絡(luò)的拓撲資源。
[0028] 對底層網(wǎng)絡(luò)拓撲資源W及資源池進行初始化。其中，初始化的底層網(wǎng)絡(luò)拓撲資源 是底層網(wǎng)絡(luò)無故障發(fā)生時的拓撲資源。資源池中包括節(jié)點和鏈路，資源池中的節(jié)點和鏈路 為備用資源，用于故障節(jié)點和鏈路的恢復(fù)，從而保證虛擬網(wǎng)絡(luò)正常工作。
[0029] S150:根據(jù)區(qū)域性故障場景的場景資源損失及所述拓撲資源，確定可用資源，并對 所述可用資源及所述資源池進行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射確定映射方案及資源池分配方案。
[0030] 可用資源為現(xiàn)有的拓撲資源減去該區(qū)域性故障場景的場景資源損失。采用現(xiàn)有的 基于鏈路優(yōu)先的快速協(xié)同虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法對可用資源及資源池進行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射，得到 該區(qū)域性故障場景下的虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射方案，根據(jù)該映射方案可W確定該區(qū)域性故障場景 下該映射方案所對應(yīng)的資源池分配方案。
[0031] 在其中一個實施例中，資源池、底層網(wǎng)絡(luò)的拓撲資源及基于鏈路優(yōu)先的快速協(xié)同 虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法需要輸入的虛擬網(wǎng)絡(luò)請求均可W由GT-ITM(拓撲生成器）軟件生成。
[0032] 可W用Z表示k種區(qū)域性故障的排列集合，即區(qū)域性故障場景的集合。Z鹿義為 一種區(qū)域性故障場景，表示k種區(qū)域性故障排列方案中一種特定的排序方案，即可W表示 各種區(qū)域性故障按某種特定順序排列的場景。F表示故障集合，f。表示第n種故障。形式 化描述為：ZiEZ，（i = l，2，…，k!)，Zi={fV，f2l...fkl}，V'打，.l《n《k，嚴ミF。 其中，k是非零自然數(shù)。
[0033] 該步驟針對k!種區(qū)域性故障場景中的每一種區(qū)域性故障場景計算當前可用的 底層網(wǎng)絡(luò)資源，并可W為每一種區(qū)域性故障進行虛擬網(wǎng)絡(luò)映射確定映射方案及資源池分配 方案。
[0034] S170 :確定每種區(qū)域性故障場景下映射方案的資源消耗。
[0035] 在本實施例中，定義虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射方案的資源消耗來評價映射和資源池分配效 果。資源消耗的目標函數(shù)定義為：
[0036] COSt* =忘巧定。成奪S戶'、，沒TUy
[0037] 用無向圖Ga= (Na，E3)表示資源池，其中，礦表示備用的節(jié)點集合，E3表示備用的 鏈路集合。X和y分別代表資源池G"中的鏈路和節(jié)點。rly代表資源池中物理鏈路上可用 的帶寬量，rny代表資源池中物理節(jié)點上可用的CPU計算資源量。該目標函數(shù)式表征某種映 射方案在Ga中的資源占用情況，cost*越小，所需要在Ga中配置的可調(diào)度資源也就越少。
[0038] S190:確定最終分配方案，所述最終分配方案為資源消耗最少的映射方案所對應(yīng) 的資源池分配方案。
[0039] 根據(jù)每種區(qū)域性故障場景下映射方案的資源消耗，確定最終分配方案為資源消耗 最小的映射方案所對應(yīng)的區(qū)域性故障場景下的資源池分配方案。如此，按照最終分配方案 進行區(qū)域性故障虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配時，可W保證備份資源的資源消耗少。
[0040] 請繼續(xù)參照圖1，在其中一個實施例中，