基于FA-SVNR算法的安全虛擬網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)研究

王蒙娟

摘要：本文對一種網(wǎng)絡(luò)資源碎片度量法進行了定義，此算法借助于對物理網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的碎片度進行周期性地考量，將待遷移虛擬節(jié)點的集合予以找出;接著借助于對物理網(wǎng)絡(luò)的碎片度減小量以及虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射開銷減少量進行綜合性考量，將最優(yōu)的虛擬節(jié)點遷移方案選擇出來。

關(guān)鍵詞：碎片感知;虛擬網(wǎng)絡(luò)重構(gòu);虛擬網(wǎng)絡(luò)映射

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）01-0106-02

0 引言

最近兩年，國內(nèi)外的打兩年研究者紛紛致力于研究在下內(nèi)虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法。但是，就本質(zhì)而言，動態(tài)分配資源問題是在線虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題的實質(zhì)，當不斷到達與離開虛擬網(wǎng)絡(luò)映射請求時，一方面可能會有大量的碎片資源出現(xiàn)于物理網(wǎng)絡(luò)中，另一方面，既有的映射方案的優(yōu)良水平可能會降低，而這回使得后續(xù)的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射對于底層物理網(wǎng)絡(luò)資源的利用率以及請求接受率降低[1]。

1 安全虛擬網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)映射數(shù)學模型

本文對以下的多目標安全虛擬網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)映射數(shù)學模型進行了創(chuàng)建，主要映射目標如下：

其中，式子（1）內(nèi)有一個二元變量f（ni），如果物理節(jié)點nii比門限值FDth還大的碎片度，那么其具有1的值，否則，其具有零的值。在式子（2）中，在進行重構(gòu)以前虛擬網(wǎng)絡(luò)Gmv的映射開銷用C（Gmv，rb）進行表示，在進行重構(gòu)以后虛擬網(wǎng)絡(luò)Gmv的映射開銷用C（Gmv，ra）進行表示。節(jié)點的約束條件具體可見式子3、4、5。鏈路的約束條件具體可見式子6與式子7。安全性約束條件具體可見式子8。其中，物理節(jié)點ni中承載的虛擬節(jié)點集合用來表示。變量的取值范圍通過式子9、10進行表示。

2 FA-SVNR算法設(shè)計

為了將此問題予以解決，本文將啟發(fā)式的FA-SVNR算法予以設(shè)計實現(xiàn)。下面將對此算法的詳細流程進行介紹。

步驟1對虛擬網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法的啟動狀態(tài)進行判斷;

步驟2對所需進行重新配置的物理節(jié)點集合Sp進行創(chuàng)建。

其中，p的取值范圍為大于零小于1，以對節(jié)點碎片度臨界值中節(jié)點碎片度的最大值與平均值所占比重進行調(diào)節(jié)。

步驟3對需要遷移的虛擬節(jié)點集合Sv進行創(chuàng)建。就虛擬節(jié)點nv而言，我們通過下式來對其虛擬節(jié)點以及相鄰鏈路的開銷收益比進行定義：就Sp內(nèi)的每個物理節(jié)點而言，我們假設(shè)有L個虛擬節(jié)點存在于其中，那么我們需要通過以下流程來對重構(gòu)的虛擬節(jié)點進行選擇：

（1）以虛擬節(jié)點CR（nv）的值為基礎(chǔ)來排列虛擬節(jié)點;（2）基于遷移的虛擬節(jié)點最小化的原則。

步驟4排列Sv中的虛擬節(jié)點;

步驟5對候選目標物理節(jié)點結(jié)合Tp進行創(chuàng)建。我們應當以式子3、4、5、8、9為基礎(chǔ)來對Sv中的第k個虛擬節(jié)點的候選物理節(jié)點集合進行選用;

步驟6對虛擬節(jié)點遷移方案進行選用;在對虛擬節(jié)點的遷移方案進行選用的過程中，首先需要將物理網(wǎng)絡(luò)的碎片度予以降低，其次應當盡可能將物理網(wǎng)絡(luò)的資源消耗予以降低，基于此，我們對虛擬節(jié)點遷移方案的選用原則進行了規(guī)定，主要包含以下內(nèi)容：

（1）資源碎片度的減少量應當是一個正數(shù)，即FD的值大于零;（2）盡可能將消耗的物理網(wǎng)絡(luò)資源降低，即C的值大于等于零;（3）當遷移方案滿足上述兩個條件之后，通過歸一化的方式處理這些方案，接著相加這些歸一化處理后的值，我們最終選用的遷移方案就是其中值最大的一項。

如果有遷移方案滿足上述三個條件，那么可以直接遷移虛擬節(jié)點，同時更新物理網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài);否則，直接進入步驟7;

步驟7如果沒有將遷移全部虛擬節(jié)點的任務完成，那么回到步驟5中重新開始。

3 仿真環(huán)境設(shè)置于結(jié)果分析

3.1 物理網(wǎng)絡(luò)負載情況對比

如表1所示可以獲悉：

（1）FA-SVNR+NR-SVNE算法對應了最大的物理節(jié)點負載強度平均值;（2）FA-SVNR+NR-SVNE算法對物理節(jié)點負載強度的平均水平進行了優(yōu)化;（3）FA-SVNR+NR-SVNE算法具有最小的對應物理鏈路負載強度平均值;（4）FA-SVNR+NR-SVNE算法對物理鏈路的負載強度均衡水平進行了優(yōu)化。

3.2 請求接受率對比

本文所提出的重構(gòu)算法將虛擬網(wǎng)絡(luò)的請求接受率予以提升，并且比目前既有的虛擬網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法效果更佳[2]。如果具有兩萬個時間單元的仿真時間時，F(xiàn)A-SVNR+NR-SVNE算法具有約百分之七十二的請求接受率，分別對比NR-SVNE算法與TA-SVNR+ NR-SVNE算法后，其接受率分別增加了9.33個百分點和6.36個百分點。如果虛擬網(wǎng)絡(luò)的到達強度變化值在4-16之間，重構(gòu)算法使得其請求接受率普遍提升，但是本文所提出的重構(gòu)算法具有更加明顯的效果。如果繼續(xù)增加虛擬網(wǎng)絡(luò)的到達強度，那么會降低全部算法的請求接受率。

3.3 收益開銷比對比

如果虛擬網(wǎng)絡(luò)具有10的到達強度，重構(gòu)算法將物理網(wǎng)絡(luò)的收益開銷比予以提升，并且比目前既有的虛擬網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法效果更佳。如果具有兩萬個時間單元的仿真時間時，F(xiàn)A-SVNR+NR-SVNE算法具有約百分之四十九的收益開銷比，分別對比NR-SVNE算法與TA-SVNR+NR-SVNE算法后，其收益開銷比分別增加了16.68個百分點和9.45個百分點。相較于其余算法而言，F(xiàn)A-SVNR+NR-SVNE算法借助于重構(gòu)的方式，在將物理網(wǎng)絡(luò)的平均應收收益予以提升的同時，還將物理的平均映射開銷予以降低，所以其收益開銷比是最高的。

4 結(jié)語

在完成仿真實驗后獲悉，如果虛擬網(wǎng)絡(luò)具有4-16之間變化的到達強度，那么相較于既有的TA-SVNR+NR-SVNE重構(gòu)算法而言，F(xiàn)A-SVNR+NR-SVNE算法具有更高的收益開銷比與請求接受率，分別增加了10.1個百分點與3.6個百分點，與NR-SVNE基礎(chǔ)算法相較來說提升更大，分別增加了19.1個百分點與6.3個百分點。

參考文獻

[1] 楊琛.虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在中職學校網(wǎng)絡(luò)信息安全中的應用[J].科學咨詢（科技·管理），2019（09）：105.

[2] 黃騰飛.虛擬技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全中的應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（17）：204-205.