導(dǎo)語：略論虛擬網(wǎng)絡(luò)的故障探測(cè)及診斷一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化

網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)就是資源共享,并在這個(gè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上,人們開展了各式各樣的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)服務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,端到端的傳輸并不能保證包的傳輸質(zhì)量,這樣的現(xiàn)象讓網(wǎng)絡(luò)僵化問題無限擴(kuò)大。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)性能之間出現(xiàn)了不可調(diào)和的矛盾,這無疑對(duì)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如何保證網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的深入發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大成為互聯(lián)網(wǎng)提供商考慮的重點(diǎn)問題,但由于提供商之間存在利益的分配問題,這些統(tǒng)一的產(chǎn)品部署、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、架構(gòu)無法展開。當(dāng)前IT研究人員對(duì)于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的應(yīng)用創(chuàng)新層出不窮,但是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的創(chuàng)新卻很少。虛擬網(wǎng)絡(luò)就是在這種情況下產(chǎn)生的,其原理是:從一個(gè)異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)那里,其每個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供商都出讓一小部分的資源,根據(jù)自身的特點(diǎn)建立起虛擬的網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)資源利用率的提高,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)的感知和配置,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。虛擬網(wǎng)絡(luò)使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供商和基礎(chǔ)設(shè)施的提供商分隔開來,對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路資源和節(jié)點(diǎn)資源進(jìn)行有效地動(dòng)態(tài)調(diào)整,使網(wǎng)絡(luò)資源得到高效利用,從而達(dá)到降低成本,提高服務(wù)質(zhì)量的目的。虛擬網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模型主要有3個(gè)實(shí)體組成:基礎(chǔ)設(shè)施提供商、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商和終端網(wǎng)絡(luò)用戶。其虛擬網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模型如圖1所示。圖1網(wǎng)絡(luò)虛擬化業(yè)務(wù)模型近幾年來,由于網(wǎng)絡(luò)虛擬化帶來的收益越來越大,人們通過虛擬網(wǎng)絡(luò)獲得了巨大的益處,全世界對(duì)于網(wǎng)絡(luò)虛擬化的研究熱潮已經(jīng)到來。為了迎合未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求,歐美國(guó)家、日本等一些發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)虛擬的研發(fā)方面走在了世界的前列,并取得了巨大的研究成果,也給我們的研發(fā)提供了參考。例如美國(guó)猶他大學(xué)研發(fā)的Emulab網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng),可以通過WEB界面對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效靈活的配置,并且指定其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可對(duì)資源進(jìn)行自動(dòng)化分配。歐盟的4WARD項(xiàng)目可以有效地提高歐洲互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力,對(duì)于克服現(xiàn)有的僵化問題有著積極的作用,并且提供互助協(xié)作的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及未來的發(fā)展趨勢(shì)。

網(wǎng)絡(luò)故障及診斷探針站部署算法

在網(wǎng)絡(luò)中,如何監(jiān)測(cè)出網(wǎng)絡(luò)故障,主要通過獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中實(shí)時(shí)狀態(tài)。在網(wǎng)絡(luò)虛擬化的環(huán)境下,其收集的狀態(tài)信息參數(shù)由于動(dòng)態(tài)性而無法保證其完整性。探針式部署也是需要一定的成本,所以在部署的時(shí)候,要充分考慮其性價(jià)比,并不是探針站部署的越多越好,在保證其網(wǎng)絡(luò)正常監(jiān)控的情況下,以盡可能少的探針站數(shù)量來滿足需求。在網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的今天,網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性已經(jīng)成為人們?cè)u(píng)價(jià)某一網(wǎng)絡(luò)性能的主要指標(biāo),為了保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行,網(wǎng)絡(luò)故障的診斷顯得尤為重要。虛擬化網(wǎng)絡(luò)的益處是明顯的,但是隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬化的使用,一些新的問題開始出現(xiàn),例如:虛擬化技術(shù)無形之中占據(jù)了一部分資源(帶寬),另外,虛擬化網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建可能比現(xiàn)實(shí)中的網(wǎng)絡(luò)更為復(fù)雜,特別是在節(jié)點(diǎn)的設(shè)置方面,這讓本來沒有可能出錯(cuò)的問題,由于節(jié)點(diǎn)的設(shè)置問題而報(bào)錯(cuò),從而影響工作人員的正常判斷。網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)張性、動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性等一些特點(diǎn)對(duì)于虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷來說是當(dāng)前面對(duì)的最大困難。在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)虛擬化環(huán)境下,任何一種算法面對(duì)的都將是一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,在虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)之間通過資源映射的方式使之信息共享。對(duì)于虛擬網(wǎng)絡(luò)來說,能夠檢測(cè)出物理網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn),虛擬網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)不可能對(duì)于物理網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行映射,對(duì)于某個(gè)映射的節(jié)點(diǎn),其表示相鄰的節(jié)點(diǎn)也能夠被查找到,假如某個(gè)節(jié)點(diǎn)沒有被映射,并且無法通過映射的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)查找到,那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)被稱之為陰影節(jié)點(diǎn)。圖2為網(wǎng)絡(luò)虛擬化探針部署的示例圖。圖2網(wǎng)絡(luò)虛擬化探針部署方案示例在本文中,我們以XW來表示虛擬網(wǎng)絡(luò),以XJ表示虛擬網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的集合,XL表示其虛擬網(wǎng)絡(luò)中虛擬鏈路的集合。用WW表示物理網(wǎng)絡(luò),以WJ表示虛擬網(wǎng)絡(luò)中相對(duì)應(yīng)的物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集合,WL表示物理網(wǎng)絡(luò)中鏈路的集合,在此我們還需要定義一下映射節(jié)點(diǎn)的集合YJ,其中YJAWJ。探針站集合用TJZ表示,它屬于WJ。根據(jù)圖2所示,XJ={A,B,C,D,E},WJ={1,2,3,4,5,6,7,8},YJ={1,3,5,6,8}。本例中,所有的節(jié)點(diǎn)都能夠被檢測(cè)到,不存在陰影節(jié)點(diǎn)。在描述算法以前,首先需要介紹一下對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)整體部署結(jié)果產(chǎn)生影響的因素。對(duì)于虛擬網(wǎng)絡(luò)來說,其影響的主要因素有以下幾種:依賴關(guān)系,是從虛擬網(wǎng)絡(luò)中的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出發(fā),從而查找到另外一節(jié)點(diǎn)的概率;獨(dú)立路徑概率,它是在依賴關(guān)系的基礎(chǔ)上計(jì)算得出的;故障數(shù)量,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)兩個(gè)及兩個(gè)以上的故障時(shí),需要通過多個(gè)探測(cè)站點(diǎn)參與進(jìn)來;鄰居節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)的度。

算法描述

假設(shè)虛擬網(wǎng)絡(luò)最多發(fā)生n個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障,從YJ中提取數(shù)量最少的一組探測(cè)站點(diǎn),以滿足對(duì)節(jié)點(diǎn)度數(shù)為d=n的節(jié)點(diǎn),存在t個(gè)探測(cè)路徑。在算法中,要不斷地減少陰影節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,直至不存在陰影節(jié)點(diǎn)為止。首先,假設(shè)映射節(jié)點(diǎn)YJ中的所有節(jié)點(diǎn)均為陰影節(jié)點(diǎn),將探測(cè)站點(diǎn)集合初始化為空,第1個(gè)找到的節(jié)點(diǎn)為集合中度數(shù)最大的節(jié)點(diǎn),然后以該節(jié)點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn),依次查找其下一個(gè)合適的節(jié)點(diǎn),以確保所選節(jié)點(diǎn)的陰影節(jié)點(diǎn)最少,直至沒有陰影節(jié)點(diǎn)為止。其具體的算法描述如下:

本文針對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)的故障探測(cè)及診斷算法展開研究,通過介紹網(wǎng)絡(luò)虛擬化,對(duì)其探測(cè)和診斷算法進(jìn)行描述,根據(jù)虛擬網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn),設(shè)計(jì)出網(wǎng)絡(luò)故障探測(cè)站部署算法,并給出了算法的具體描述,由于篇幅所限,難免有不足之處,請(qǐng)見諒。參考文獻(xiàn):[1]齊寧,汪斌強(qiáng),王志明.可重構(gòu)服務(wù)承載網(wǎng)容錯(cuò)構(gòu)建算法研究[J].電子與信息學(xué)報(bào),2012,12(2):27-28.[2]韓言妮,覃毅芳,慈松.未來網(wǎng)絡(luò)虛擬化關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中興通訊技術(shù),2011,16(2):45-47.

本文作者：王化工作單位：南京工程高等職業(yè)學(xué)校,