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国内互联网虚拟专用网业务IP-VPN
虚拟专用网_基于网络均衡的虚拟专用网构建策略
2019.04.09

       Yu 等提出了采用虚拟链路路径分割的方法,将一条虚拟链路映射到多条底层物理链路上,同时采用路径迁移的方法重新优化底层物理网络的资源利用,以便底层物理网络能够接受更多的虚拟网映射请求[35]。Zhu 等在虚拟专用网构建中提出了两种模型,一是针对虚拟网重构情况下的虚拟网构建,采用细分启发式和自适应优化策略来改进底层物理网络的均衡性。二是针对虚拟专用网可重构情况下的虚拟网构建,选择最关键的虚拟网进行构建,通过虚拟网重构的方式让网络更均衡[36]。Fan 等提出根据动态流量和通信需求,进行服务覆盖网拓扑的重构和动态调整[37],目标是通过小型系统的学习来寻找最优的重构策略及其结构,采用启发式方法来构建不同的重构策略,如固定不变的策略、一直变动的策略和基于集群的策略等。


       虚拟专用网的构建问题,本质是一个图的问题。将用户的构建需求表达成图的形式,同时将底层物理网络也表达成图的形式。虚拟网的构建过程,就是将需求图映射到底层物理网络图的过程。寻找合适的构建算法,就是在底层网络中选择最佳的映射结果。因此,针对虚拟网的构建,很多研究采用线性规划的方法。


       采用线性规划中最大商品流的方法,是虚拟网构建的主要方法之一。虚拟专用网拓扑构建,将底层物理网络看作一个带权无向图 G (V, E),其中 v∈V 表示网络节点,e∈E 表示网络链路。边的权重定义为 c:E→R+。对于每条边来说,c(e)是链路上传输满足需求流量的成本。固定节点的成本为 f:V→R+。对于每个节点 v∈V 来说,f (v)表示租用或配置该节点的固定成本。


       流量需求是虚拟网构建的关键限制条件,定义为
D={(si,ti,di)|si∈V∧ti∈V∧di∈R+},i=1,2,...,k (4.1)

对于每一个节点 i,(si,ti,di)表示在节点 si和 ti间传输所需的带宽流量为 di。虚拟网的构建问题可以转化为构建在 G (V, E)上的子图 G (V ', E '),该子图满足前述关于 D 的定义条件,更多相关知识:http://www.yanhuangzixun.com


       启发式算法也用于解决虚拟网构建问题,针对虚拟专用网拓扑构建研究中的一个主要方法,为虚拟专用网构建问题寻找到一个可行解。求解虚拟网构建,是一个从搜索起点开始到满足构建需求结果的寻找这个路径的过程。常用的空间搜索方法有深度优先和广度优先两种方式。但由于单纯采用深度优先或广度优先,属于穷举类算法,它们的时间效率难以保证,在大规模网络情况下有时甚至难以完成。因此,虚拟网构建研究中就通常采用启发式搜索算法。在搜索的过程中,对每一个搜索到节点或链路路径进行评估,根据制定的不同搜索策略,选择得到的最好的搜索中间结果,再从中间结果搜索出发,直到寻找最终的目标结果。这样的搜索方式,可以节省大量的不满足条件的搜索路径,大大提高了搜索的效率,缩短了寻找到可行解的搜索时间。


       在虚拟专用网构建的启发式搜索中,对每一个搜索过程中的节点代价情况进行评估。对节点的估价函数为
f(n)=g(n)+h(n)      (4.7)
其中,f (n)表示的是对搜索到底层网络中节点 n 的估价函数。g (n)表示的是从搜索起始节点开始到节点 n 的实际代价。h (n)是从节点 n 到满足构建需求的目标节点的最佳链路路径的估计代价。
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