虛擬網絡嵌入簡述

摘要：如何有效的實現底層網絡資源共享問題是未來互聯網架構研究中不可避免的問題，網絡虛擬化技術是解決該問題的有效技術，而虛擬網絡嵌入問題作為網絡虛擬網絡技術中的核心問題得到廣泛關注，本文主要簡述虛擬網絡嵌入問題。

關鍵詞：底層網絡；網絡虛擬化；虛擬網絡嵌入

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A DOI：lO.3969/j.issn.1003 6970.2016.05.030

本文著錄格式：張晶晶.虛擬網絡嵌入簡述[J].軟件，2016，37（5）：123-125

1.概述

在未來互聯網架構中，互聯網底層硬件提供商（Infrastructure Provider，InP）將設施作為服務出售，而網絡服務提供商作為其上一級代理在設施上部署協議和軟件并將設施作為服務有償向用戶提供。隨著網絡服務的多樣化發展，如何實現底層設施網絡被更多用戶有效使用是未來互聯網架構研究中必須要解決的問題。網絡虛擬化作為一種可以實現基礎物理網絡資源抽象、分片、隔離、分配，達到資源合理化利用的新穎網絡技術，得到了研究者們的廣泛關注。虛擬網絡嵌入（Virtual Network Embedding，VNE）作為網絡虛擬化過程中的關鍵技術部分成為了研究熱點。

任何來自用戶對于硬件網絡資源的請求都可以抽象成一個虛擬網絡（Virtual Network，VN）請求，包含節點資源請求（cPU計算能力等）和鏈路資源請求（帶寬等）。硬件設施網絡也可以被抽象成一個底層網絡（substrateNetwork，SN），它包含節點資源和鏈路資源。VNE則是實現SN中的節點資源和鏈路資源分配給多個VN的節點和鏈路共享使用的問題。

靜態的VNE中所有的虛擬網絡請求（Virtual Network Request，VNR）都預先知道，同時VN和SN在嵌入過程中性狀不變，可以按照一般的優化模型或組合優化圖模型求解。盡管如此，靜態VNE通常也是NP-Hard問題。動態的VNE更符合實際情況下的需求，但相對于靜態的VNE，解決在線的VNE問題存在著更多困難。

2.現有的VNE算法

VNE問題本質上是一個物理網絡資源分配問題，在資源分配的過程中必須考慮運營商和用戶雙方的利益。用戶更重視QoS（延遲、鏈路壓力等）和網絡使用代價，而InP則更關心的收益、接受率、網絡資源的利用率等，在兩者利益是相互沖突的情況下，只能通過某種方式平衡來雙方所關心目標。現階段大多數VNE算法都是以提高VNR接受率為目標，并通過條件限制問題縮小解空間，例如文獻針對特殊網絡拓撲結構的VN進行分析，并提出了VNE算法簇。問題是他們的算法假定鏈路資源設置為無限。然而這樣限制了該算法的使用范圍。