虚拟网络动态数据交互方法优化研究

本文对虚拟网络构建及网络拓扑结构构建进行了深入的研究。为了满足日益增长的网络数据传输需求，解决目前的网络设备面临着的巨大压力，人们使用虚拟网络构建技术将底层的物理设备虚拟化，从而实现动态网络拓扑构建，并通过合理使用虚拟网络链路添加算法来有效提高数据的传输效率，从而达到对底层物理设备的集中管理、降低网络设备的部署维护成本、降低网络平均传输时延、提高网络数据传输效率的目的。此外，通过虚拟网络构建技术可以实现对底层的物理资源进行统一调配与管理，实现资源的最大化利用。

网络虚拟化;虚拟网络;数据交互;构建链路

一、研究背景及意义

随着社会的进步和网络技术的不断发展，在人们日常生活中，上网产生的数据量越来越大，因此，对网络数据传输的要求越来越高，这也导致了网络流量的快速增加，因此，目前的网络设备面临着巨大的压力，为了能够满足服务需求，网络服务提供商必须购置部署大量昂贵的专用网络设备。然而，现有的通信系统无法实现对底层物理设备的集中管理，在不同的通信厂商、不同的物理设备资源之间存在巨大的差异，网络发展面临着巨大的挑战，其中，数据传输与交互效率的底下是导致网络问题的重要原因之一。

为了有效结果这一问题，促进网络技术的进一步发展，人们提出了虚拟网络构建技术。虚拟网络构建技术是通过将物理设备虚拟化，来动态构建网络拓扑，优化网络路由机制，通过合理的虚拟网络链路添加算法来提高数据传输与交互的效率，以期达到降低网络设备的部署成本、降低网络的平均传输时延的目的。

在实际生产中，合理的使用虚拟网络链路添加算法可以有效提高网络数据的传输效率。首先，需要将物理设备资源抽象为虚拟网络资源，再通过选择合适的链路添加算法来实现最优的网络拓扑结构，进而实现最佳数据传输路径选择。通过使用该方法可以有效降低网络的平均路径长度和平均传输时延。

二、网络虚拟化

网络虚拟化是一个抽象的概念，通过使用网络虚拟化技术，可以屏蔽不同的生产厂商之间底层物理设备的差异性，以此来实现不同厂商之间底层基础设施的共享，并建立共同的虚拟网络。网络虚拟化技术已经成为互联网固化问题的基本解决方案之一。使用网络虚拟化技术可以实现对现有的互联网服务提供商之间的设备共享，更好地应对多样化的客户需求。此外，可以通过虚拟网络构建技术来进行路由计算和数据存储

目前，网络虚拟化技术已经成为国内外学者以及各大运营商的主要研究对象之一。随着研究的深入，网络虚拟化技术已经实现了从单一网络到异构网络、从部分资源虚拟到全部资源虚拟的发展趋势，同时，虚拟化网络技术提供了越来越多的多样化服务网络技术，正在逐步进入人们的生活。

三、虚拟网络构建

目前，物理网络中接入了越来越多的业务种类和业务形式，网络拓扑结构越来越复杂。虽然目前已经实现了越来越多的大规模物理资源部署，数据传输效率也更加高效，但是有限的网络资源仍旧无法满足日益增长的业务需求。因此，如何构建高效的虚拟网络是目前的网络技术需要解决的重要问题。

虚拟网络构建技术可以通过将基础设施和链路资源虚拟化来动态、灵活地创建网络拓扑，通过选择合适的链路添加算法，实现网络传输时延最优化，为用户提供更加快速可靠的网络数据通信服务，满足未来网络的灵活性和动态性要求。此外，通过虚拟网络构建技术可以实现对底层的物理资源进行统一调配与管理，实现资源的最大化利用。

网络虚擬化技术可以将物理资源抽象为虚拟资源，使得在物理资源网络基础上构建符合实际业务需求的虚拟网络成为可能。控制平面可以实现对整个网络拓扑结构和链路信息的管理，通过对网络资源的集中管理与调配，可以根据网络性能和用户需求，选择不同的链路算法，以此来获取最优的网络路径，实现低网络时延。合理的链路添加算法可以有效减少虚拟网络中网络拓扑构建的计算工作量，提高网络节点之间的数据传输效率，实现网络性能的显著提高。此外，还可以根据不同的构建目标和具体的业务需求，构建不同的虚拟网络，选择不同的链路算法，使构建出的网络更加满足实际要求，来达到最优的网络传输效率。

四、网络拓扑构建算法

在我们现实生活中接触的大部分网络都具有复杂网络的性质，但是到目前为止并没有提出复杂网络的准确定义，科学家普遍认为，想要研究和总结不同的复杂网络在结构上的相似性，需要使用图作为统一的表述工具。从某种意义上来说，网络可以看做是由一些节点通过一定的方式进行连接的一个系统。节点表示具体的网络单位，而节点之间的连线则表示各单位之间的连接。通过对大量真实网络进行试验分析，结果表明，真实的网络几乎都具有小世界效应。因此，本文选择小世界网络拓扑构建算法作为主要研究对象。

在实际生产中，根据不同的业务场景和网络需求，合理选择虚拟网络链路添加算法可以有效提高数据的传输效率。常用的小世界网络拓扑构建算法包括：基于最大度数差链路添加算法，基于最大介数中心参数差的链路添加算法，基于最大点度中心参数差的链路添加算法以及基于中心聚集系数差高效链路添加算法。

1.基于最大度数差的链路添加算法

基于最大度数差的链路添加算法是小世界模型的启发式算法，该算法选择了网络中具有最大度差异的两个节点，通过在这两个节点之间添加新链路，来构建小世界网络。算法遍历了网络图中所有的连线，计算网络图中每个节点的度数并进行排序，最后选择度数最大的顶点与度数最小的顶点来添加新链路。

2.基于最大介数中心参数差的链路添加算法

基于最大介数中心参数差的链路添加算法遍历了网络拓扑图中的所有节点，选择网络中具有最大介数中心参数差的两个节点来添加新的链路。

3.基于最大点度中心参数差的链路添加算法

基于最大点度中心参数差的链路添加算法遍历了网络拓扑图中的所有节点，选择网络中具有最大点度中心参数差的两个节点来添加新的链路。

4.基于中心聚集系数差高效链路添加算法

基于中心聚集系数差高效链路添加链路添加算法遍历了网络拓扑图中的所有节点，选择网络中具有最大中心聚集系数差的两个节点来添加新的链路。该算法的关键之处在于，每次添加新链路后，只对最短距离发生改变的两个节点的最短距离进行更新。该算法可以有效降低网络路径长度。

五、总结

本文重点研究了四个小世界网络链路添加算法。其中，基于中心聚集系数差高效链路添加算法作为一种高效的链路添加算法，可以有效降低网络平均路径长度，使用该算法可以有效减少虚拟网络中網络拓扑构建的计算工作量，提高网络节点之间的数据传输效率，从而实现网络性能的显著提高。

作者简介：徐会波（1975-），男，湖北武汉人，硕士研究生，讲师，研究方向：电子技术、网络应用。