互聯(lián)網(wǎng)從最初只考慮“盡力而為”的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，發(fā)展到現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)無(wú)所不包，并進(jìn)入實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、流媒體等領(lǐng)域。據(jù)Internet系統(tǒng)協(xié)會(huì)2009年7月發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，Internet已成為超過(guò)6億個(gè)節(jié)點(diǎn)，核心節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)處理能力達(dá)到每秒太比特級(jí)的全球超級(jí)信息系統(tǒng)。然而，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)是由多種服務(wù)提供商提供服務(wù)，使得采納一種新的架構(gòu)或者在現(xiàn)有架構(gòu)上進(jìn)行一些修改變得十分困難，導(dǎo)致現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不利于支持移動(dòng)性，影響了核心路由的擴(kuò)展性，降低了現(xiàn)有安全機(jī)制的效能，阻礙了網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的發(fā)展。為了解決互聯(lián)網(wǎng)的“僵化”問(wèn)題并刺激未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研究的創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)虛擬化的方法被提出來(lái)，并成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研究工作的重點(diǎn)[3-5]。通過(guò)允許網(wǎng)絡(luò)共享相同的物理鏈路和路由器等物理資源，構(gòu)建健壯的、可信的、易于管理的虛擬環(huán)境，為各種各樣的虛擬網(wǎng)請(qǐng)求分配合適的虛擬資源，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高基礎(chǔ)設(shè)施資源利用率，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的主要目標(biāo)。

1虛擬化的發(fā)展歷程及技術(shù)基礎(chǔ)

    虛擬化在信息和通信領(lǐng)域是一個(gè)非常寬泛的概念。這個(gè)概念首次于1960年在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域被提出，表示從物理資源中抽象出邏輯計(jì)算資源的通用技術(shù)。重要虛擬技術(shù)的發(fā)展歷程如圖1所示。虛擬技術(shù)與隱藏/共享物理有關(guān)，同樣也包括虛擬資源，例如目標(biāo)操作系統(tǒng)、硬件、CPU和嵌入系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)或?qū)嵺`中采用的存儲(chǔ)。目前存在很多虛擬化概念。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域虛擬化技術(shù)已被應(yīng)用到了內(nèi)存虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化和桌面虛擬化中；在通信領(lǐng)域，虛擬化與許多技術(shù)相關(guān)，例如異步傳輸模式(ATM)虛擬電路、多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)虛擬路徑、虛擬專有網(wǎng)絡(luò)(VPN)、虛擬局域網(wǎng)(VLAN)、虛擬重疊網(wǎng)。

圖1 重要的虛擬技術(shù)的發(fā)展歷程

    1.1虛擬局域網(wǎng)

    一個(gè)虛擬局域網(wǎng)(VLAN)是邏輯上在同一廣播域下連接起來(lái)的一組主機(jī)，而與它們的物理連接無(wú)關(guān)。虛擬局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行、管理和重新配置等方面十分靈活。傳統(tǒng)的VLAN基本上基于第二層構(gòu)建。一個(gè)VLAN中的所有幀在MAC頭中具有一個(gè)共同的VLANID，支持VLAN的交換機(jī)實(shí)用目的媒體訪問(wèn)控制(MAC)地址和VLANID來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)幀。多個(gè)交換機(jī)上的不同VLAN可以通過(guò)中繼的方法連接起來(lái)。

    1.2虛擬專用網(wǎng)

    一個(gè)或多個(gè)企業(yè)的專用通信網(wǎng)，其節(jié)點(diǎn)是分布式的，通過(guò)公共通信網(wǎng)以隧道方式連接起來(lái)。每個(gè)虛擬專用網(wǎng)(VPN)包括一個(gè)或多個(gè)用戶邊緣(CE)設(shè)備，這些CE連接到提供商邊緣(PE)路由器上。VPN曾經(jīng)取得了巨大的成功，但是VPN距離網(wǎng)絡(luò)虛擬化還有一些差距：所有的VPN網(wǎng)都基于相同的技術(shù)和協(xié)議棧，限制了多種組網(wǎng)方案的共存；虛擬網(wǎng)資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)真實(shí)的隔離，VPN服務(wù)提供者和設(shè)施提供者的角色依然沒(méi)有分開(kāi)。

    1.3重疊網(wǎng)

    重疊網(wǎng)是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之上創(chuàng)造的虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。重疊網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)通過(guò)虛擬鏈路相連接，對(duì)應(yīng)底層網(wǎng)絡(luò)中的路徑。從路由器的性能和利用率、多播、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、服務(wù)攻擊的保護(hù)、內(nèi)容分發(fā)到文件共享和存儲(chǔ)系統(tǒng)，重疊網(wǎng)在研究中得到了廣泛關(guān)注。重疊網(wǎng)通常是在應(yīng)用層執(zhí)行，如P2P網(wǎng)絡(luò)是在應(yīng)用層上的重疊。但重疊技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)路徑分離，同時(shí)只能在基于IP層上的應(yīng)用層進(jìn)行部署和設(shè)計(jì)，因此不能支持異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

    目前的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，例如ATM、MPLS和其他類似的技術(shù)主要是鏈路的虛擬化而不是全網(wǎng)絡(luò)解決方案的虛擬化。而更高級(jí)的一些解決方案，例如VPN，僅僅是使用公用網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)來(lái)滿足安全、共享、應(yīng)用的可兼容執(zhí)行環(huán)境，只能提供簡(jiǎn)單的虛擬連接或IP轉(zhuǎn)發(fā)，不能用于端到端的部署或底層基礎(chǔ)設(shè)施的全虛擬化。重疊虛擬網(wǎng)的許多方案通過(guò)引入應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)，更接近于全虛擬化的概念。為了支持未來(lái)網(wǎng)絡(luò)“演進(jìn)”式架構(gòu)，需要使用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)提供虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，允許多個(gè)服務(wù)提供商，將許多網(wǎng)絡(luò)實(shí)例部署在一個(gè)公共的物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上，動(dòng)態(tài)組合出異構(gòu)、共存卻相互隔離的虛擬網(wǎng)。但是這種虛擬化網(wǎng)絡(luò)的類型一定不能與當(dāng)前的技術(shù)混淆，如虛擬專有網(wǎng)絡(luò)，僅提供一種通信隔離，而虛擬化網(wǎng)絡(luò)需要在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下將IP網(wǎng)絡(luò)與并行的非IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自治的管理控制和靈活的安全隔離，以提高使用網(wǎng)絡(luò)虛擬化作為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

2國(guó)際上的研究項(xiàng)目

    2.1PlantLab項(xiàng)目

    PlantLab是一個(gè)支持新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)而開(kāi)發(fā)的全球性重疊網(wǎng)。PlantLab結(jié)合分布式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)虛擬化的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的虛擬化，用于設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、部署地理上分布式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。PlanetLab架構(gòu)的設(shè)計(jì)中心思路是切片。每個(gè)服務(wù)運(yùn)行在PlanetLab的一個(gè)切片中，一個(gè)切片包含一定數(shù)量的進(jìn)程、內(nèi)存、存儲(chǔ)和跨越很多分布式獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)資源。切片不僅僅是分布式資源的簡(jiǎn)單相加，更是虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。切片把物理資源分配到每個(gè)虛擬機(jī)上。

    2.2Geni項(xiàng)目

    Geni借鑒PlantLab和其他類似的試驗(yàn)床，通過(guò)搭建一個(gè)開(kāi)放、大規(guī)模、現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，代表終端用戶承載真實(shí)流量并連接現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)到外部站點(diǎn)。Geni實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新的全球環(huán)境，從而為研究者提供一個(gè)創(chuàng)建定制虛擬網(wǎng)絡(luò)和無(wú)限制實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。GENI從空間和時(shí)間兩個(gè)方面將資源以切片形式進(jìn)行虛擬化，為不同網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)者提供他們需求的網(wǎng)絡(luò)資源(如計(jì)算、緩存、帶寬和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞?，并提供網(wǎng)絡(luò)資源的可操作性、可測(cè)性和安全性。

    2.3VINI項(xiàng)目

    VINI類似于PlantLab但更接近于GENI。VINI同時(shí)支持X-Bone或VIOLIN的虛擬網(wǎng)絡(luò)。VINI提供了比PlantLab更多的自由，因?yàn)镻lantLab僅僅在路由器層次上實(shí)現(xiàn)虛擬化。VINI的原型在PlantLab上實(shí)現(xiàn)，通過(guò)將可獲得的軟件進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行軟件路由器的重疊網(wǎng)的具體實(shí)例，并允許多個(gè)這樣的重疊網(wǎng)并行存在。VINI使用XORP來(lái)路由，Click來(lái)進(jìn)行包轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)地址翻譯，并用OpenVPN服務(wù)器來(lái)連接終端用戶。

    2.4CABO項(xiàng)目

    CABO實(shí)現(xiàn)了完全虛擬化，將因特網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商(ISP)的角色進(jìn)行分解，允許服務(wù)提供者同時(shí)在不同的基礎(chǔ)設(shè)施提供者擁有的設(shè)備上運(yùn)行多個(gè)端到端的服務(wù)。CABO支持虛擬路由器的自動(dòng)遷移，從一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)到另外一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)。同時(shí)CABO提出的多層路由計(jì)劃具有可擴(kuò)展特性，能快速響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)條件的任何改變。在支持可編程路由器方面，CABO類似于主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的研究，但不允許用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)編程，而服務(wù)提供者可以定制網(wǎng)絡(luò)來(lái)為終端用戶提供端到端的服務(wù)。

    2.5 4WARD項(xiàng)目

    4WARD虛擬化框架允許多個(gè)網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)通用的平臺(tái)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源運(yùn)營(yíng)級(jí)的虛擬化進(jìn)行共存。4WARD可以支持異構(gòu)虛擬網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)安全、可信的商業(yè)環(huán)境下，進(jìn)行按需的實(shí)例化和可靠的互操作。4WARD同時(shí)支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬化(包括有線和無(wú)線)、異構(gòu)終端用戶設(shè)施和新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。這些都是4WARD核心框架設(shè)計(jì)的一部分，但4WARD期望將網(wǎng)絡(luò)虛擬化帶給終端用戶，而不僅僅把它限制在試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)或試驗(yàn)床上。

    從上述研究計(jì)劃中，可以看出目前虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、協(xié)議層次和虛擬粒度上出現(xiàn)了3種趨勢(shì)。

    (1)粒度越來(lái)越細(xì)

    早期的虛擬化項(xiàng)目只關(guān)注在連接的虛擬節(jié)點(diǎn)或在物理節(jié)點(diǎn)之間部署虛擬鏈路，實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)的隔離。最近的研究例如GENI、4WARD等，不僅僅實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)或鏈路的虛擬化，更關(guān)注通過(guò)有效的完整隔離實(shí)現(xiàn)服務(wù)器、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)管理平面的虛擬化。

    (2)層次越來(lái)越低

    虛擬網(wǎng)絡(luò)的研究存在著不同的分層，從物理層(如UCLP)到應(yīng)用層(如VIOLIN)，虛擬化的層次越低。虛擬網(wǎng)絡(luò)對(duì)更高層的協(xié)議越來(lái)越不可知，虛擬網(wǎng)絡(luò)的靈活性將更高。

    (3)越來(lái)越關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)環(huán)境

    隨著移動(dòng)和無(wú)線設(shè)備數(shù)量的增加，專門(mén)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)(例如傳感器網(wǎng)絡(luò))。網(wǎng)絡(luò)虛擬化嘗試在一個(gè)集成環(huán)境下兼容多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更關(guān)注平滑不同技術(shù)的差異。

3支持上下文感知的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)

    可以看出，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)可以不受現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)“僵化”設(shè)計(jì)缺陷影響，通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為新技術(shù)的測(cè)試、驗(yàn)證提供創(chuàng)新的試驗(yàn)平臺(tái)，支持不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的共存與管理，激發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性。另一方面，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的QoS保障機(jī)制存在缺陷，互聯(lián)網(wǎng)僅提供“盡力而為”轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，難以滿足上層業(yè)務(wù)的QoS需求，通過(guò)虛擬化的方法，對(duì)底層資源(包括鏈路資源、節(jié)點(diǎn)資源等)優(yōu)化組合，可以動(dòng)態(tài)獲得較為可靠的QoS能力，從而支持上層業(yè)務(wù)的QoS需求。因此，本文提出一種支持上下文感知的網(wǎng)絡(luò)虛擬化實(shí)現(xiàn)方法，從虛擬化的分層模型、動(dòng)態(tài)資源分配與控制和虛擬網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建流程3個(gè)方面進(jìn)行介紹。

    3.1分層模型

    在網(wǎng)絡(luò)虛擬化分層模型中，包含如下3層結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)設(shè)施層、虛擬化重疊層以及服務(wù)層，如圖2所示�；�礎(chǔ)設(shè)施層由眾多的基礎(chǔ)設(shè)施提供者(InP)組成，每個(gè)InP包括大量的可編程的支持虛擬化的節(jié)點(diǎn)，例如路由器及終端服務(wù)器等。InP通過(guò)虛擬化資源統(tǒng)一描述方式將底層資源的細(xì)節(jié)屏蔽，為上層提供統(tǒng)一的虛擬資源抽象。虛擬化重疊層基于分布式智能多代理系統(tǒng)，由一系列分布的域管理器組成。每個(gè)域管理器對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一個(gè)InP。域管理器負(fù)責(zé)資源的探測(cè)、抽象，虛擬資源的分配、調(diào)度，虛擬網(wǎng)的創(chuàng)建、實(shí)例化。服務(wù)層由眾多相互隔離的虛擬網(wǎng)組成。這些虛擬網(wǎng)由用戶或者用戶代理發(fā)起的請(qǐng)求進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由域管理器進(jìn)行調(diào)度、分配、創(chuàng)建，完成特定的功能。這些特定的功能主要包括兩大方面：新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、架構(gòu)的測(cè)試驗(yàn)證和針對(duì)特定的服務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)特定的虛擬專網(wǎng)。

圖2網(wǎng)絡(luò)虛擬化的分層模型

    對(duì)于虛擬化層中域管理器之間的協(xié)同和交互問(wèn)題，可以采用集中或分布式的管理方式，按照特定的協(xié)議交互信息，以獲得相關(guān)域管理器的資源信息。每個(gè)域管理器內(nèi)部由一系列相應(yīng)的功能模塊構(gòu)成：資源發(fā)現(xiàn)、情境建模、資源映射以及特定的策略庫(kù)等組成，如圖3所示。資源發(fā)現(xiàn)主要是確定它們管理網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜拖鄳?yīng)網(wǎng)絡(luò)元素的狀態(tài)，更進(jìn)一步，鄰近的域管理器也同樣共享狀態(tài)信息，在網(wǎng)絡(luò)之間建立鏈路，實(shí)現(xiàn)域間虛擬網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。虛擬資源映射主要是按照策略庫(kù)中的約束對(duì)虛擬節(jié)點(diǎn)和虛擬鏈路分配到相應(yīng)的物理的節(jié)點(diǎn)和路徑上，目前主要有靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配兩種方式。

圖3域管理器之間的交互

    3.2動(dòng)態(tài)資源分配和控制

    虛擬化重疊層邏輯上可以分為虛擬化子層和控制子層，不僅可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離與資源共享，同時(shí)可以與業(yè)務(wù)層面進(jìn)行交互，并對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行集成與管理，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的上下文感知和資源的優(yōu)化配置。業(yè)務(wù)感知的動(dòng)態(tài)資源分配和控制如圖4所示。這里借鑒通信網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知技術(shù)，感知當(dāng)前內(nèi)外環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，并依據(jù)網(wǎng)絡(luò)整體目標(biāo)及端到端需求，通過(guò)執(zhí)行適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)推理機(jī)制，利用感知到的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和狀態(tài)信息獲取網(wǎng)絡(luò)自主決策，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置，從而使網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)自管理和自學(xué)習(xí)能力來(lái)完成管理任務(wù)的自動(dòng)化，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的自配置、自優(yōu)化、自恢復(fù)和自保護(hù)等操作。

圖4業(yè)務(wù)感知的動(dòng)態(tài)資源分配和控制

    可以看出這些需要感知的信息與資源或拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和資源消耗及資源可用性等相關(guān)。感知通常包括2個(gè)部分：網(wǎng)絡(luò)資源感知(資源發(fā)現(xiàn)、可利用資源的定性和定量評(píng)價(jià)和故障檢測(cè))及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知(提供資源消耗和承載流量屬性信息的操作)。通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的上下文以及運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以評(píng)估網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前行為是否與其業(yè)務(wù)目標(biāo)相符。規(guī)劃單元的主要功能則是對(duì)所采集的信息進(jìn)行學(xué)習(xí)和推理，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源可用性，以及所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)識(shí)別和感知的目的，并依據(jù)認(rèn)知結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)決策，從而指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能重構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的智能重構(gòu)可以采用基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理方式。網(wǎng)絡(luò)管理策略是一組規(guī)則，每條規(guī)則由一組條件和動(dòng)作組成。條件中定義了規(guī)則使用的參數(shù)，一旦規(guī)則的條件滿足，規(guī)則中的動(dòng)作就能夠被觸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整功能�；�于策略的網(wǎng)絡(luò)管理的是一個(gè)系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，它強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)能夠在運(yùn)行時(shí)依據(jù)管理者設(shè)定的目標(biāo)需求，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)的配置和重配置，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源利用率的目標(biāo)。

    3.3虛擬網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建流程

    基于上述的分層架構(gòu)和動(dòng)態(tài)資源分配技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建流程，其中虛擬資源的抽象、映射、管理是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的關(guān)鍵。虛擬網(wǎng)流程如圖5所示。

圖5 虛擬網(wǎng)流圖

    首先終端用戶發(fā)起資源請(qǐng)求，通過(guò)統(tǒng)一資源描述的方式對(duì)用戶需求與物理資源的描述進(jìn)行相似度匹配，其中需求的描述包括節(jié)點(diǎn)的數(shù)目、處理能力、鏈路的帶寬，拓?fù)湫畔⒌�。目前的虛擬資源描述解決方案多是用可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(XML)進(jìn)行描述，從而滿足靈活性、可擴(kuò)展性、層次性、安全性等需求。

    其次進(jìn)行虛擬資源的映射，也稱為“虛擬網(wǎng)的嵌入”。即在用戶將需求準(zhǔn)確的描述給域管理器后，域管理器將這些虛擬網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求進(jìn)行劃分，分別映射到不同的基礎(chǔ)設(shè)施提供者上，這也是虛擬網(wǎng)創(chuàng)建過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)。資源映射屬于多目標(biāo)多約束問(wèn)題。一方面，要同時(shí)滿足用戶的節(jié)點(diǎn)、鏈路的需求；另一方面，要使得資源的開(kāi)銷最低、InP收益盡量最大化，還要兼顧負(fù)載均衡等問(wèn)題。目前基于代理的集中式和基于策略的分布式映射算法是域間虛擬網(wǎng)絡(luò)映射的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。這個(gè)過(guò)程涉及到虛擬資源的動(dòng)態(tài)探測(cè)，通過(guò)域管理器周期性的掃描本地域所管理的資源，將資源的屬性和狀態(tài)收集、儲(chǔ)存起來(lái)，放到虛擬資源池中，并以列表的形式招貼出來(lái)，供其余的域管理器查看、調(diào)度。

    最后是虛擬網(wǎng)的實(shí)例化構(gòu)建。域管理器選定可用的虛擬資源后，進(jìn)行資源綁定而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例化，將用戶需要的虛擬環(huán)境安裝到底層的設(shè)備中，在虛擬機(jī)中部署用戶需要的協(xié)議、軟件等，如支持某種路由協(xié)議的XORP軟件，然后將這些資源連接起來(lái)，形成用戶需要的特定虛擬網(wǎng)絡(luò)。在虛擬網(wǎng)進(jìn)行實(shí)例化后，用戶可以通過(guò)域管理器提供的接口(Web接口或SSH接口等)對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和控制。同時(shí)規(guī)劃單元負(fù)責(zé)虛擬網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)控，按照用戶反饋的信息對(duì)虛擬網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的局部調(diào)整，如增加或者刪減某些節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大或者縮小鏈路的帶寬等。在虛擬網(wǎng)的生存周期結(jié)束時(shí)，域管理器將會(huì)注銷虛擬網(wǎng)，收回綁定的資源，并更新虛擬資源池中的資源狀態(tài)。

4結(jié)束語(yǔ)

    當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)“端到端透明”的原則設(shè)計(jì)只是提供簡(jiǎn)單盡力而為地傳遞信息，在服務(wù)質(zhì)量、安全性、可擴(kuò)展性和可管理性方面存在嚴(yán)重的缺陷。因此未來(lái)網(wǎng)絡(luò)需要業(yè)務(wù)的上下文感知和網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化傳輸。本文通過(guò)虛擬化網(wǎng)絡(luò)資源和動(dòng)態(tài)資源分配和控制技術(shù)建立底層資源與上層服務(wù)之間的映射關(guān)系；通過(guò)虛擬化層，在應(yīng)用層和底層基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)間形成透明的隔離；采用認(rèn)知管理的方式對(duì)虛擬化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，改善和提升互聯(lián)網(wǎng)能力，滿足端對(duì)端QoS保證、安全性、可管理性等需求，適應(yīng)服務(wù)和資源來(lái)滿足用戶的需求和業(yè)務(wù)目標(biāo)。

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本文標(biāo)題：未來(lái)網(wǎng)絡(luò)虛擬化關(guān)鍵技術(shù)研究

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