基于最佳适应和最短路径算法的虚拟网络资源分配方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115052002A(43)申请公布日2022.09.13(21)申请号202210614860.9(22)申请日2022.05.31(71)申请人成都亚光电子股份有限公司地址610051四川省成都市成华区东虹路66号申请人西安电子科技大学(72)发明人代海峰张宇飞刘伟(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205专利代理师田文英王品华(51)Int.Cl.H04L67/1074(2022.01)H04L67/60(2022.01)H04L41/12(2022.01)H04L41/14(2022.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称基于最佳适应和最短路径算法的虚拟网络资源分配方法(57)摘要本发明公开一种基于最佳适应和最短路径算法的虚拟网络资源分配方法，其实现步骤为：构建每个用户的虚拟网络，采用最佳适用算法，将每个虚拟网络中的每个虚拟节点映射到物理网络的一台服务器上，采用最短路径算法，将每个虚拟网络中的每条虚拟链路映射到物理网络服务器之间的一条路径上，该路径为虚拟链路的两个虚拟节点分别映射到的服务器之间的最短路径，将映射完成后服务器承载的所有虚拟节点作为虚拟网络资源的分配结果，使得本发明虚拟网络资源分配占用的服务器个数尽可能的少，从而提高了虚拟网络的接收率，降低了数据中心的系统能耗。CN115052002ACN115052002A权利要求书1/1页1.一种基于最佳适应和最短路径算法的虚拟网络资源分配方法，其特征在于，利用最佳适用算法，对虚拟网络中的每个虚拟节点进行映射；利用最短路径算法，对虚拟网络中的每条虚拟链路进行映射；该资源分配方法的具体步骤如下：步骤1，构建每个用户的虚拟网络：为每个用户任务构建一个虚拟网络，用加权无向图表示每个虚拟网络节点和链路的拓扑，每个虚拟节点代表用户的CPU核数资源需求，每条虚拟链路代表用户的带宽资源需求；步骤2，选取一个未映射的虚拟网络：步骤3，从所选虚拟网络中选取一个未映射的虚拟节点；步骤4，采用最佳适用算法，对所选虚拟节点进行映射；将所选取的虚拟节点按照服务器的编号依次进行映射，当所选虚拟节点的CPU核数小于或等于服务器的剩余CPU核数时，将所选虚拟节点映射到该服务器中，用该服务器的剩余CPU核数与所选虚拟节点的CPU核数的差值，更新该服务器的剩余CPU核数资源，将更新后的服务器的剩余CPU核数按照所有服务器的剩余CPU核数升序排序，对所有服务器重新编号；步骤5，判断是否映射完所选虚拟网络中的所有虚拟节点，若是，则执行步骤6，否则，执行步骤3；步骤6，从所选虚拟网络中选择一条未映射的虚拟链路；步骤7，采用最短路径算法，对所选虚拟链路进行映射；将所选虚拟链路映射到物理网络中服务器之间的一条路径上，该路径为虚拟链路的两个虚拟节点分别映射到的服务器之间的最短路径；步骤8，判断是否映射完所选虚拟网络中的所有虚拟链路，若是，执行步骤9，否则，执行步骤6；步骤9，判断是否映射完所有的虚拟网络，若是，执行步骤10，否则，执行步骤2；步骤10，完成虚拟网络资源分配：将映射完成后物理网络中服务器承载的所有虚拟节点作为虚拟网络资源的分配结果。2CN115052002A说明书1/4页基于最佳适应和最短路径算法的虚拟网络资源分配方法技术领域[0001]本发明属于计算机技术领域，更进一步涉及数据通信技术领域中的一种基于最佳适应和最短路径算法的虚拟网络资源分配方法。本发明可应用于数据中心环境中为虚拟网络资源进行合理分配。背景技术[0002]目前，云计算已经被广泛用于大规模数据的实时处理，云数据中心的物理资源管理可通过虚拟化技术来屏蔽底层资源的异构性和复杂性，能够根据用户的需求为其按需地分配虚拟化资源。由于智慧城市、云计算等应用带来的庞大需求持续刺激数据量的增长，进而推动数据中心耗电量增长，因此预计未来数据中心耗电量仍会高速增长。然而，现有的虚拟网络资源分配方案大多数只关注于虚拟网络的接收率、资源利用率以及成本比，很少关注能耗这个指标，导致虽然有其他性能指标的提升，却增加了能耗。同时，现有的资源分配方案虽然降低了系统能耗，却是以损失虚拟资源公平性为代价。[0003]中国联合网络通信集团有限公司在其拥有的专利技术“一种虚拟网络的映射方法和装置”(申请号：2019112849534授权公告号：CN111182037B)中公开了一种虚拟网络资源分配方法。该方法的实现步骤是，第一步：获取虚拟网络中虚拟节点可映射的物理节点的集合和虚拟链路的带宽资源需求；第二步：确定目标虚拟节点可映射的第一物理节点的权重；第三步：目标虚拟节点为虚拟网络中的任一个虚拟节点，第一物理节点为目标虚拟节点可映射的任一个物理节点；第四步：将权重最大的第一物理节点确定为目标虚