随着云计算、高分辨率视频等新型网络应用的迅速发展,网络信息流量呈现爆炸式增长,这对光网络的传输能力来说是一个巨大的挑战。弹性光网络凭借其更细粒度的频谱划分,成为减轻光网络流量压力的一种有效方式,极大地提高了频谱利用率。同时为了解决网络的“僵化”问题,网络虚拟化应运而生。通过抽象底层物理网络资源,网络虚拟化可支持在不同用户之间构造虚拟光网络,不同的虚拟光网络可以共享底层物理资源,提高了网络的灵活性和可扩展性。随着越来越多的机密信息依赖于虚拟光网络的传输,虚拟光网络中的数据传输安全开始引起研究者们的关注。目前虚拟光网络数据加密采用的是基于计算复杂度的加密方式,然而这种建立在高计算复杂度上的加密方式无法确保密钥产生及分发的绝对安全性,很容易遭到窃听和攻击。量子密钥分发的出现有望解决这个安全问题,依据海森堡不确定原理和不可克隆原理,量子密钥分发可以实现理论上无条件安全。可以考虑将量子密钥分发与网络虚拟化相结合,从而提高业务的安全性能。因此,本文抽象了量子密钥分发光网络的物理资源承载虚拟业务,研究了虚拟业务在量子密钥分发光网络的资源分配策略,具体研究内容和创新性工作包括以下三个方面:首先,从节点映射的角度出发,以量子密钥分发光网络为底层物理网络,提出了基于节点排序的虚拟业务映射网络模型,并根据该模型提出了基于节点排序的虚拟业务映射算法。算法综合节点相邻链路的带宽和密钥资源状况对节点进行排序,按序将虚拟节点映射到物理节点上,并为虚拟链路分配业务传输所需的路由、频谱以及密钥资源。采用阻塞率和密钥利用率两个指标来评估算法对网络性能的影响,仿真结果显示阻塞率和密钥利用率均随着业务量增加而增加,不同密钥生成速率、不同密钥消耗和不同k值下对阻塞率和密钥资源利用率的性能影响也不同。其次,综合节点映射和链路映射,提出了基于链路排序的虚拟业务在量子密钥分发光网络的映射策略。考虑虚拟节点存在一定的可映射物理节点范围,根据虚拟链路的带宽需求和密钥需求,对虚拟链路进行评估排序,按序映射虚拟链路。针对一条虚拟链路,计算其可映射的源宿物理节点对,从中挑选中合适的物理节点对,完成密钥中继路径映射、节点映射和数据传输路径映射。基于链路排序的策略有助于最大限度节省量子密钥资源,仿真结果显示可通过调整调节因子、密钥生成速率和k值来平衡阻塞率和密钥资源利用率。最后,从虚拟业务映射的生存性策略出发,提出了虚拟业务映射网络生存性模型和相应的映射算法。采用保护的策略,在将虚拟业务映射至底层量子密钥分发光网络并分配数据传输路径时需同时配置一条工作路径和一条保护路径,并为两条路径分配相应的频谱资源和密钥资源。仿真结果验证了不同调节因子、不同密钥生成速率和不同k值下的网络性能,可通过参数的调整在阻塞率和密钥资源利用率之间寻找平衡。