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申请/专利权人：重庆邮电大学

摘要：本发明涉及基于多路径配置的密钥和虚拟网络生存性映射方法，属于光纤通信技术领域。本发明所述方法通过虚拟网络映射，将量子密钥分发网络部署到弹性光网络上。为提高虚拟网络的虚拟节点映射成功率，分别设计虚拟节点和物理节点的多维资源属性重要度评估方法；在虚拟链路映射中，针对密文数据的传输路径映射，采用基于多路径共享保护的密文数据传输路径映射方法，将虚拟链路的带宽需求映射至底层物理网络中多条密文数据传输路径上，针对量子密钥分发路径的映射，采用基于路径分割保护的量子密钥分发路径映射方法，将虚拟链路的密钥需求映射至底层物理网络中多条密文数据传输路径上，该方法能够提高生存性虚拟网络映射成功率和频谱利用率。

主权项：1.一种基于多路径配置的密钥和虚拟网络生存性映射方法，其特征在于：在该方法中，将量子密钥分发网络部署到弹性光网络上作为虚拟网络映射的底层物理网络，通过评估虚拟节点与物理节点的多维资源属性，设计虚拟节点与物理节点重要度评估公式，将虚拟节点一一映射至底层物理网络的物理节点；在虚拟链路映射中，设计虚拟链路重要度评估公式，对虚拟链路的映射顺序进行排序；采用基于多路径共享保护的密文数据传输路径映射方法，将虚拟链路的带宽需求映射至底层物理网络中2条密文数据传输的密文数据传输路径上，当2条密文数据传输的密文数据传输路径上的带宽资源不满足虚拟链路请求的带宽资源时，将虚拟链路的带宽资源需求映射至3条密文数据传输的密文数据传输路径，采用工作频谱区与共享保护频谱区相分离的频谱分区机制进行频谱分配；采用基于路径分割保护的量子密钥分发路径映射方法，将虚拟链路的密钥需求分割到2条量子密钥分发的密文数据传输路径上，当2条量子密钥分发的密文数据传输路径上的密钥资源不满足虚拟链路请求的密钥需求时，将虚拟链路的密钥资源需求分割到3条量子密钥分发的密文数据传输路径上，实现量子密钥的传输；该方法具体包括以下步骤：S1：根据虚拟网络请求的虚拟节点的计算资源需求、虚拟节点度数、相邻链路的带宽资源需求以及密钥资源需求等因素，计算虚拟网络的未映射虚拟节点的重要度值，将未映射的虚拟节点按照重要度值大小非升序排序，保存在集合Nv中，并将具有最大重要度值的虚拟节点标记为其中，虚拟节点的重要度值的计算公式为： 上式中，表示虚拟节点所需的计算资源，表示虚拟网络中所有虚拟节点计算资源需求总和，表示与虚拟节点相邻的虚拟链路的带宽资源需求，表示与虚拟节点相邻的虚拟链路的密钥资源需求，表示虚拟网络中所有虚拟链路带宽需求总和，表示虚拟网络中所有虚拟链路密钥资源需求总和，表示虚拟节点的节点度数，α、β、γ为权重系数，且α+β+γ＝1；S2：在弹性光网络中，根据物理节点计算资源容量、物理节点度数、相邻物理链路上的带宽资源容量、密钥资源容量以及可用频谱占用情况计算所有物理节点重要度值，将物理节点按照重要度值大小非升序排序，保存在集合Ns中，并将具有最大重要度值的物理节点标记为其中，物理节点重要度值的计算公式为： 其中，表示物理节点的剩余计算资源容量，表示物理网络中所有物理节点计算资源容量总和；表示与物理节点相邻的物理链路；与表示与物理节点相邻物理链路的带宽资源与密钥资源容量总和；与表示物理网络中所有物理链路上带宽资源与密钥资源容量总和；表示物理节点的节点度；表示与物理链路上的可用频谱块紧密度；F表示每条光纤链路的总频隙数，为布尔变量，表示物理节点相邻物理链路上第f个频隙的占用情况，如果第f个频隙被占用，值为1；否则，值为0；S3：将集合Nv中的虚拟节点依次映射至集合Ns的物理节点上，具体过程为：S301：若物理节点的计算资源容量满足虚拟节点的计算资源需求，即则将虚拟节点映射至物理节点上，转至步骤S302；否则，虚拟网络映射失败；S302：从集合Nv中删除已映射的虚拟节点以及从集合Ns中删除已承载虚拟节点的物理节点，若集合Nv为空，则转至S4；否则，转至S303；S303：按序选择下一个未映射的虚拟节点，将其记为将集合Ns中具有最大权重值的物理节点记为转至S301；S4：计算虚拟网络中各条虚拟链路的重要度值，按照虚拟链路重要度值对虚拟链路进行非升序排序，保存在集合VL中；其中，虚拟链路的重要度值通过以下方式计算： 其中，表示具有最大虚拟节点重要度值的虚拟节点，以及分别表示虚拟节点与虚拟节点距离的跳数；S5：从集合VL中按序选取待映射虚拟链路，将底层物理网络中各条物理链路上的总频谱资源分为工作频谱区与共享保护频谱区，采用权利要求2所述的基于多路径共享保护的密文数据传输路径映射方法，将虚拟链路的带宽资源需求映射至底层物理网络的2条或3条密文数据传输的密文数据传输路径上；S6：采用权利要求3所述的基于路径分割保护的量子密钥分发路径映射方法，将虚拟链路的密钥资源需求映射至底层物理网络的2条或3条量子密钥分发的密文数据传输路径上。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 重庆邮电大学 基于多路径配置的密钥和虚拟网络生存性映射方法