近年来,随着互联网规模不断扩大和异构动态应用的持续增加,网络体系架构也显露出各种各样的问题,例如:灵活性差、可靠性不够、管理和控制困难、能耗差。因此,它无法满足互联网异构动态应用的新需求,网络基础设施处于一种“僵化”状态。网络虚拟化(network virtualization,NV)可以使新的应用场景与当前的互联网无缝集成,从而促进互联网网络架构的快速发展,被认为是解决网络“僵化”问题的最佳方案。由于虚拟网络请求动态的到达和离开,在网络中出现带宽碎片和频谱碎片。这些网络碎片在网络虚拟化过程中会导致严重的虚拟网络阻塞。同时,现有的虚拟网络嵌入算法在“IP+光”网络架构下面临着网络协同性差、资源利用率低和虚拟网络请求接受率低等问题,难以满足具有动态多速率IP业务的服务质量需求。为了克服以上问题,本文研究从以下三方面展开。一、提出基于回溯算法和遗传算法的多路径IP网络虚拟化资源分配机制。为了解决IP网络虚拟化中带宽碎片和大带宽需求阻塞虚拟网络请求导致接受率降低的问题,本文在IP网络虚拟化中的链路映射中引入多路径映射,在单条物理路径带宽资源不足时将虚拟链路的带宽需求分割到多条物理路径上完成链路映射。并基于回溯算法和遗传算法提出了两种联合虚拟网络映射策略:BTA-MP-VIPNE和GA-MP-VIPNE。实验结果表明,相比于单路径映射和两阶段映射,所提算法有效提高了虚拟IP网络请求接受率和收益成本比。二、提出基于回溯算法和遗传算法的频谱聚合光网络虚拟化资源分配机制。与IP网络虚拟化类似,为了解决光网络虚拟化中频谱碎片和多频谱需求阻塞虚拟网络请求导致接受率降低的问题,本文在光网络虚拟化中的链路映射中引入频谱聚合,在单条物理路径频隙需求不足时由同一路径上的多个连续频隙进行聚合完成虚拟链路频谱映射。并基于回溯算法和遗传算法提出了两种联合虚拟网络映射策略:BTA-SA-VONE和GA-SA-VONE。实验结果表明,相比于单路径映射和两阶段映射,所提算法有效提高了虚拟光网络请求接受率和收益成本比。三、提出动态调度的“IP+光”网络虚拟化资源分配机制。为解决“IP+光”网络架构面临的网络协同性差、资源利用率低和虚拟网络请求接受率低等问题,本文在上述研究中提出的BTA-MP-VIPNE和BTA-SA-VONE的基础上提出了一种新的“IP+光”网络虚拟化的资源分配方案:AA-IoO-VNE。该方案通过IP网络虚拟化和光网络虚拟化的联动进行合理的资源释放与扩容,在提高光网络频隙资源利用率的同时,提高了虚拟IP网络请求接受率。