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虚拟网络嵌入简述

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摘要：如何有效的实现底层网络资源共享问题是未来互联网架构研究中不可避免的问题，网络虚拟化技术是解决该问题的有效技术，而虚拟网络嵌入问题作为网络虚拟网络技术中的核心问题得到广泛关注，本文主要简述虚拟网络嵌入问题。

关键词：底层网络；网络虚拟化；虚拟网络嵌入

中图分类号：TP393 文献标识码：A DOI：lO.3969/j.issn.1003 6970.2016.05.030

本文著录格式：张晶晶.虚拟网络嵌入简述[J].软件，2016，37（5）：123-125

1.概述

在未来互联网架构中，互联网底层硬件提供商（Infrastructure Provider，InP）将设施作为服务出售，而网络服务提供商作为其上一级代理在设施上部署协议和软件并将设施作为服务有偿向用户提供。随着网络服务的多样化发展，如何实现底层设施网络被更多用户有效使用是未来互联网架构研究中必须要解决的问题。网络虚拟化作为一种可以实现基础物理网络资源抽象、分片、隔离、分配，达到资源合理化利用的新颖网络技术，得到了研究者们的广泛关注。虚拟网络嵌入（Virtual Network Embedding，VNE）作为网络虚拟化过程中的关键技术部分成为了研究热点。

任何来自用户对于硬件网络资源的请求都可以抽象成一个虚拟网络（Virtual Network，VN）请求，包含节点资源请求（cPU计算能力等）和链路资源请求（带宽等）。硬件设施网络也可以被抽象成一个底层网络（substrateNetwork，SN），它包含节点资源和链路资源。VNE则是实现SN中的节点资源和链路资源分配给多个VN的节点和链路共享使用的问题。

静态的VNE中所有的虚拟网络请求（Virtual Network Request，VNR）都预先知道，同时VN和SN在嵌入过程中性状不变，可以按照一般的优化模型或组合优化图模型求解。尽管如此，静态VNE通常也是NP-Hard问题。动态的VNE更符合实际情况下的需求，但相对于静态的VNE，解决在线的VNE问题存在着更多困难。

2.现有的VNE算法

VNE问题本质上是一个物理网络资源分配问题，在资源分配的过程中必须考虑运营商和用户双方的利益。用户更重视QoS（延迟、链路压力等）和网络使用代价，而InP则更关心的收益、接受率、网络资源的利用率等，在两者利益是相互冲突的情况下，只能通过某种方式平衡来双方所关心目标。现阶段大多数VNE算法都是以提高VNR接受率为目标，并通过条件限制问题缩小解空间，例如文献针对特殊网络拓扑结构的VN进行分析，并提出了VNE算法簇。问题是他们的算法假定链路资源设置为无限。然而这样限制了该算法的使用范围。

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