1.一种SDN网络中多播传输的新增功能节点部署优化方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,获取待处理SDN网络的网络拓扑关系图;
S2,根据所述网络拓扑关系图,运用最小割处理方法,获得用于为部署功能节点提供参考的功能节点候选集;
S3,以最小化实现多播请求的成本作为目标函数,根据所述功能节点候选集,运用基于遗传搜索的新增功能节点部署算法,获得效益最优的新增功能节点部署方案;
其中,新增功能节点部署(Newfunctionnodedeployment,NFND)问题的定义为将原网络中的交换节点转变为功能节点;目标是在考虑经济效益的前提下,通过在网络中新增加部署一些功能节点,使启用NFV的多播请求rk,k=1,2,…,n实现成本最小化;
首先对所有普通交换节点进行编号;假设有n个交换节点,用VS来表示交换结点集;然后用一个具有n个元素的数组表示:一种在普通交换节点部署服务器的节点转变方案,表示方式为:S=(bn,bn‑1,…,b2,b1),其中bi为二进制数0或1,且有i=1,2,…,n;而S的右边起第一位是编号为1的交换节点,以此类推,bn对应的是编号为n的交换节点;如果bi=0,则编号为i的交换节点没有转变为功能节点;否则,编号为i的交换节点转变为功能节点;用T=(tn,tn‑1,…,t2,t1)表示:S的节点转变组合方案相应节点的服务器部署方案,当bi=0时,ti=0;
否则ti为服务器编号,且服务器编号从2开始;若有N种服务器,则服务器群(SMN,SMN‑1,…,SM2,SM1)对应的编号为(N+1,N,…,3,2);
所述基于遗传搜索的新增功能节点部署算法通过以下方式实现:对以节点转变组合方案、节点转变组合方案处理多播请求的实现成本以及服务器部署方案为属性的染色体的种群迭代进行染色体排序、父代选择、交叉变异以及更新后代;在最后一次迭代中,对获得的最优染色体进行 处理,获得效益最优的新增功能节点部署方案;
所述基于遗传搜索的新增功能节点部署算法中,通过以下方式计算获得处理多播请求的实现成本:计算执行 所需的服务器的所有可能排列,并把排列对应的节点有向连接起来,生成功能节点间有向网络图;把源节点加入所述功能节点间有向网络图,并把源节点与所述功能节点间有向网络图的第一列节点相连接,从源节点到所述功能节点间有向网络图中最后一列上的节点,使用最短路径算法找出一条实现 所需的路径,同时按执行顺序记录该路径上的所有服务器与节点编号的映射关系,并把这种关系保存在服务器部署方案中;从最后一个部署虚拟网络功能的节点 开始,寻找一棵斯坦纳树覆盖节点 和所有目的节点,找出处理多播请求 的最小实现成本的方案,返回实现成本 以及节点转变组合方案对应的服务器部署方案;SCk表示将请求rk的流量从源节点转发到目的节点所需要经过的服务功能链;
对于每个多播请求rk,k=1,2,…n,都会有 种不同的转变方案S,其中:,VS代表普通交换节点;目标函数 表示实现启用NFV的多播请求rk所需要的成本代价;求出所有多播请求的节点转变方案得出最终节点转变方案。
2.根据权利要求1所述的SDN网络中多播传输的新增功能节点部署优化方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下步骤:S21,计算所述网络拓扑关系图中各节点的流经流量及邻接边数;
S22,根据所述流经流量由大到小的顺序对各节点进行排序,将前若干个节点作为节点集合 ;
S23,根据所述邻接边数对所述节点集合 进行最小割处理,获得用于为部署功能节点提供参考的功能节点候选集。
3.根据权利要求2所述的SDN网络中多播传输的新增功能节点部署优化方法,其特征在于,在所述步骤S23中,通过以下公式获得功能节点候选集 :;
;
;
其中, 表示所述网络拓扑关系图G中各边的集合, 表示所述网
络拓扑关系图G去掉 所包含节点后剩余边的集合。
4.根据权利要求1所述的SDN网络中多播传输的新增功能节点部署优化方法,其特征在于,所述目标函数按以下公式表示:在式(1)中, 表示用于在多播请求 的 中实现虚拟网络功能的一组功能节点
集; 表示将多播请求 的流量从源节点转发到目的节点所需要经过的服务功能链; 表示获得的实现多播请求 的多播树,用于路由 的数据流量;式(2)表示各虚拟网络功能部署在不同的功能节点时,所需要的成本代价 不一样;式(3)表示对功能节点部署能力的约束;式(4)表示一条边上的总流量不能超过其容量,即容量约束;式(5)表示权重是整数,并且链路上的流量必须是非负的。