虚拟化无线网络中的资源分配策略研究

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近年来,随着IT产业的不断发展,网络虚拟化技术因其允许在共享的物理基础设施上建立定制的虚拟网络(VN),逐渐发展成通信领域的研究和应用热点。尤其是,无线网络虚拟化的提出,被认为是发展未来互联网的关键技术之一。由于这些技术需要被称为“虚拟网络映射(VNE)”的有效算法在底层网络(SN)上实例化虚拟网络,因此,本文对无线虚拟化网络中的资源分配算法进行了研究,并完成了以下工作:首先,介绍了无线网络虚拟化技术和资源虚拟方式,分析了虚拟网络映射的资源约束条件,并将虚拟网络映射问题描述成整数规划形式。根据现有虚拟网络映射算法的研究,将VNE方法总结归类,探讨并对比归类算法。然后,针对无线网络丢包和时延的特性,提出了一种基于多业务QoS保障的无线虚拟网络映射方法VNEA-MS。该算法通过SLA预处理和允许同一虚拟请求网络上的多个虚拟节点映射到同一底层节点上,避免了链路映射的损耗。在链路分配过程中,VNEA-MS不仅选择最短路径来承载虚拟链路,还根据不同的业务类型选取可靠性最高、时延最短的路径,确保分配的VN满足用户对QoS的要求。实验结果显示,VNEA-MS算法在差异化处理多种虚拟网络业务类型的基础上能较好地增加虚拟网络请求接受率、改善InP的收入成本比,提高网络整体性能。最后,将虚拟网络映射问题引入无线数据中心的环境下,提出了一种基于链路干扰的Cayley结构的无线虚拟网络分配算法VNEA-LI。该算法将无线数据中心(WDC)中的虚拟网络建模为无向图,而将物理拓扑建模为有向图,利用链路干扰矩阵来判断节点是否可以分配。此外,VNEA-LI采用并发分配的方式,分配过程动态调整节点和链路资源。仿真结果显示,VNEA-LI算法在避免链路干扰、保障通信质量的基础上能较好地提高Cayley无线数据中心的虚拟网络接受率和资源利用率,改善网络整体性能。
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