A mai hozzáférési, aggregációs és szolgáltatói maghálózatok többnyire merev vezérlési síkkal rendelkeznek, ami nem teszi lehetővé a gyors innovációt és a változó igények követését. Az eddigi protokoll foltozás és túlméretezés helyett egy újabb megközelítésre van szükségünk a hálózatok kapacitásának és kihasználásának a növeléséhez. További cél összetett szolgáltatások gyors és rugalmas létrehozása és üzembe helyezése hatalmas szolgáltatói vagy céges hálózatokon.

Ezekre a problémákra kínálnak megoldást a ma is aktív kutatás alatt lévő Software Defined Networking (SDN) és Network Function Virtualization (NFV) eszközök és irányelvek. Az SDN célja a hálózati eszközök szoftveres programozhatóságának biztosítása, mellyel a hálózat viselkedése dinamikusan irányítható. Az NFV célkitűzése pedig a hagyományosan speciális hardver eszközökben megvalósított hálózati funkciók szoftver komponensekben való implementálása, aminek eredményeként a virtuális funkciók általános célú hardveren, az aktuális forgalmi viszonyok alapján kiválasztott helyen futtathatók. Ezen komponensek láncolásával összetett szolgáltatások kialakítására nyílik lehetőség.

A legfrissebb SDN és NFV eredményekre építve, több aktív kutatási projekt tűzte ki célul hálózatok és szolgáltatások teljes virtualizálását egy erre a célra tervezett hálózati architektúra felett. Ezen architektúra segítségével magas absztrakciós szinten írhatjuk le a hálózati működést, melyet a szoftveresen megvalósított szolgáltatás komponensek rugalmasságának köszönhetően dinamikusan tudunk leképezni a rendelkezésre álló erőforrásokra, ezzel biztosítva a hálózat folyamatos optimális működését.

A vázolt rendszer egyik kulcs feladata, hogy az absztrakt leírást alkotó szolgáltatás láncoknak megtalálja valamilyen szempontból a lehető legjobb leképzését a hálózat fizikai erőforrásaira, a láncokra vonatkozó követelmények teljesítése mellett. Dolgozatom célja ezen algoritmuselméleti szempontból meglehetősen bonyolult feladatra megoldást adni, melynek eredményeként a különböző típusú számítási és hálózati erőforrások működése együtt optimalizálható. A probléma bonyolultságából adódóan reális célom az absztrakt leíráson és a hálózati gráfon futó, heurisztikus, közelítő megoldások kidolgozása, melyek futási ideje a legnagyobb hálózatok esetén is másodperces nagyságrendű.

Munkám során megvizsgáltam a rokon problémákra javasolt megoldásokat, megismertem a területen lévő eredményeket és a használatos eszközöket. Ezeket felhasználva tereztem egy saját, hálózati gráfokon futó, polinomiális idejű, heurisztikus, számos paraméterrel hangolható algoritmust. Továbbá definiáltam egy metrikát, mellyel a hálózat erőforrásainak kihasználtságát számszerűsíthetjük, ezzel értékelve, hogy a hálózat mennyire leterhelt, mennyire preferált az adott állapota. A hálózat preferencia értéke arra is használható, hogy két különböző, követelményeknek megfelelő leképzés közül választani tudjunk az hálózat egészére vonatkozó erőforrás kihasználtság alapján. Dolgozatomban ismertetem az algoritmusom tervezésének lépéseit, magát az algoritmus működését, illetve implementálását és tesztelését. Zárásul pedig felvázolom kutatási munkám további lépéseit és terveimet.