1.一种基于云计算服务的虚拟网络映射方法,其特征在于,该方法包括:
网络构建阶段,为云计算环境下的底层物理网络建立雪花型的网络拓扑结构,所述的网络拓扑结构包含由低至高逐层扩展的多级雪花结构,其中第n级雪花结构包含若干个第n‑1级至第0级雪花结构;
虚拟网络请求阶段,用户终端产生虚拟网络请求,虚拟网络包含资源约束条件的虚拟节点和虚拟链路;
虚拟网络映射阶段,从网络拓扑结构中选择与请求的虚拟网络规模一致的雪花结构级别,计算每一个同级雪花结构与虚拟网络关于资源属性的相似度,然后将相似度最高的雪花结构映射到虚拟网络上;
所述的第n级雪花结构生成过程包括:在第n‑1级雪花结构上,断开所有虚连接和实连接,在每个断点添加一个第0级雪花结构,然后将第0级雪花结构与原连接关系上的两端重新建立起两个实连接,形成第n级雪花结构,所述的虚连接来源于第n‑1级雪花结构形成阶段添加的第0级雪花结构;
所述的第0级雪花结构包括中心位置上的交换机和若干个云服务器,所有云服务器散布于交换机外围且与交换机建立内连接,在任意相邻的两个云服务器之间建立虚连接;
所述的第0级雪花结构包括设置于中心位置上的一个中心交换机,以及散布于中心交换机外围且与中心交换机建立内连接的外围交换机,在任意相邻的两个外围交换机之间建立虚连接;
所述虚拟节点的资源约束条件涉及的资源属性包括节点数量、节点计算能力、节点存储能力、节点传输能力和节点距离;所述虚拟链路的资源约束条件涉及的资源属性包括:链路数量、链路带宽和链路延时;
所述的雪花结构级别的选择规则为:
步骤1‑1)统计虚拟网络中的虚拟节点数量,选择服务器数量大于且最接近虚拟节点数量的第m级雪花结构;
步骤1‑2)统计虚拟网络中的虚拟链路数量,将第m级雪花结构内的实连接数量与虚拟链路数量进行比较,如果实连接数量不小于虚拟链路数量,则将第m级作为最终选定的级别,否则执行步骤1‑3);
步骤1‑3)重新选择第m+1级雪花结构,继续执行步骤1‑2),直至选择出实连接数量不小于虚拟链路数量所对应的级别;
所述同级雪花结构与虚拟网络关于资源属性的相似度计算过程包括:
步骤2‑1)计算当前雪花结构中所有节点和链路关于各资源属性的均值,汇集所有资源属性的均值生成节点聚类中心和链路聚类中心;
步骤2‑2)利用余弦相似度算法分别计算各虚拟节点与节点聚类中心的相似度,以及各虚拟链路与链路聚类中心的相似度;
步骤2‑3)为节点和链路设立权值系数,对所有虚拟节点和虚拟链路的相似度加权求和,进一步将均化处理后的结果作为虚拟网络与当前雪花结构的相似度值;
还包括对节点距离的约束过程:
定义一个布尔变量,为每个虚拟节点设定一个距离阈值,当虚拟节点与节点聚类中心的间距不大于距离阈值时,令布尔变量等于1,否则令布尔变量等于0;将布尔变量作为约束参数参与对应虚拟节点的相似度乘积运算。
2.一种基于云计算服务的虚拟网络映射系统,其特征在于,该系统包括:搭载于云计算数据中心上的网路构建单元和虚拟网络映射单元、搭载于用户终端上的虚拟网络请求单元;
网路构建单元:用于为云计算底层物理网络建立雪花型的网络拓扑结构,所述的网络拓扑结构包含由低至高逐层扩展的多级雪花结构,其中第n级雪花结构包含若干个第n‑1级至第0级雪花结构;
虚拟网络请求单元:根据用户终端的应用需求产生虚拟网络请求,虚拟网络包含资源约束条件的虚拟节点和虚拟链路;
虚拟网络映射单元:从网络拓扑结构中选择与请求的虚拟网络规模一致的雪花结构级别,计算每一个同级雪花结构与虚拟网络关于资源属性的相似度,然后将相似度最高的雪花结构映射到虚拟网络上;
所述的第n级雪花结构生成过程包括:在第n‑1级雪花结构上,断开所有虚连接和实连接,在每个断点添加一个第0级雪花结构,然后将第0级雪花结构与原连接关系上的两端重新建立起两个实连接,形成第n级雪花结构,所述的虚连接来源于第n‑1级雪花结构形成阶段添加的第0级雪花结构;
所述的第0级雪花结构包括中心位置上的交换机和若干个云服务器,所有云服务器散布于交换机外围且与交换机建立内连接,在任意相邻的两个云服务器之间建立虚连接;
所述的第0级雪花结构包括设置于中心位置上的一个中心交换机,以及散布于中心交换机外围且与中心交换机建立内连接的外围交换机,在任意相邻的两个外围交换机之间建立虚连接;
所述虚拟节点的资源约束条件涉及的资源属性包括节点数量、节点计算能力、节点存储能力、节点传输能力和节点距离;所述虚拟链路的资源约束条件涉及的资源属性包括:链路数量、链路带宽和链路延时;
所述的雪花结构级别的选择规则为:
步骤1‑1)统计虚拟网络中的虚拟节点数量,选择服务器数量大于且最接近虚拟节点数量的第m级雪花结构;
步骤1‑2)统计虚拟网络中的虚拟链路数量,将第m级雪花结构内的实连接数量与虚拟链路数量进行比较,如果实连接数量不小于虚拟链路数量,则将第m级作为最终选定的级别,否则执行步骤1‑3);
步骤1‑3)重新选择第m+1级雪花结构,继续执行步骤1‑2),直至选择出实连接数量不小于虚拟链路数量所对应的级别;
所述同级雪花结构与虚拟网络关于资源属性的相似度计算过程包括:
步骤2‑1)计算当前雪花结构中所有节点和链路关于各资源属性的均值,汇集所有资源属性的均值生成节点聚类中心和链路聚类中心;
步骤2‑2)利用余弦相似度算法分别计算各虚拟节点与节点聚类中心的相似度,以及各虚拟链路与链路聚类中心的相似度;
步骤2‑3)为节点和链路设立权值系数,对所有虚拟节点和虚拟链路的相似度加权求和,进一步将均化处理后的结果作为虚拟网络与当前雪花结构的相似度值;
还包括对节点距离的约束过程:
定义一个布尔变量,为每个虚拟节点设定一个距离阈值,当虚拟节点与节点聚类中心的间距不大于距离阈值时,令布尔变量等于1,否则令布尔变量等于0;将布尔变量作为约束参数参与对应虚拟节点的相似度乘积运算。