网络虚拟化在底层基础设施上抽象出多个相互独立的虚拟网络，不同的虚拟网络可以使用不同的网络技术和构架。由此可以克服当前网络僵化，即部署全新网络技术不灵活的问题。另外，多个虚拟网络共享相同的底层基础设施，由此可以更有效和灵活地利用底层资源，是云计算的关键技术。将底层（节点）计算和（链路）通信资源分配给虚拟网络是部署虚拟网络的基础。虚拟网络是由虚拟节点和虚拟链路构成，其中虚拟节点有计算资源（如CPU）需求且虚拟链路有带宽需求。虚拟网络的资源分配，即虚拟网络映射就是指将虚拟节点和虚拟链路映射到哪些底层节点和底层路径上。本文研究了基本的虚拟网络映射、跨域（管理域和数据中心）虚拟网络映射和可靠虚拟网络映射，并为相应的问题提出了相比现有算法，映射成本（即资源成本）、运行时间或服务质量更好的算法。基本的虚拟网络映射是指给定虚拟网络请求和底层基础设施，采用集中式的方法用最小的资源成本完成虚拟网络到底层基础设施的映射。虚拟网络映射问题是NP-hard，需要启发式算法求解。目前知名的vnmFlib算法基于同构图搜索寻找虚拟网络在底层基础设施上的可行映射。vnmFlib算法内部基于不同的设置，存在或是运行时间较长或是映射成本较高的缺点。本文提出了vnmFlib的改进算法Improved-vnmFlib，通过预估成本来引导映射，令Improved-vnmFlib算法同时具有运行时间短和映射成本低的优点，即更高效。相比基本虚拟网络映射，跨域虚拟网络映射问题中底层基础设施的构成更加复杂。本文研究了给定虚拟网络请求和多管理域构成的底层基础设施，以优化全局映射价格和服务质量为目标完成虚拟网络的跨域映射。其中，由于底层的每个管理域不公开域内的拓扑和资源信息，所以需要采用分布式的方法完成映射。现有的跨域映射方法都是先在不同的管理域内完成虚拟网络子图的映射，再为端点在不同域中的虚拟链路建立跨域路径，该类方法缺少全局视角以优化全局映射表现。本文提出了全局映射价格更低且服务质量更好，即更高效的跨域虚拟网络映射框架MD-VNM（Multiple Domain Virtual Network Mapping）。MD-VNM通过不同管理域提供的候选映射，建立出一个全局视角，令候选映射的选择可以考虑到全局的映射表现。另外，本文还研究了给定虚拟网络请求和多数据中心构成的底层基础设施，以最小化成本为目标完成虚拟网络映射。其中，数据中心通过广域网互联，且数据中心内的单位带宽成本比广域网低。目前的研究中缺少为跨数据中心虚拟网络保证针对数据中心失效的生存能力。本文则研究了该问题，提出了SG-VNM（Survivability Guarantee Virtual Network Mapping）算法，通过适当地将虚拟节点分布于多个数据中心，在保证生存能力需求的同时减少了域间带宽成本。在保证生存能力需求的条件下，SG-VNM算法可以得到比现有算法更低的映射成本。可靠虚拟网络映射是指给定虚拟网络请求和底层基础设施，基于物理服器的概率失效，在保证一定可靠性的条件下以最小化成本为目标完成虚拟网络到底层基础设施的映射。为保证虚拟网络的可靠性，工作虚拟网络需要增加备份虚拟节点和备份虚拟链路，即可靠虚拟网络。为了最小化映射成本，可靠虚拟网络映射需要考虑资源共享。而目前关于可靠虚拟网络映射的研究中只考虑了备份带宽之间的共享，而忽略了工作带宽的再利用（即工作带宽和备份带宽之间的共享）。首先，本文基于集中共享备份虚拟节点的方法，提出了可靠虚拟网络映射算法RVNM（Reliable Virtual Network Mapping）。RVNM算法同时考虑了备份带宽间的共享和工作带宽的再利用，比现有的可靠映射算法成本更低。然而，集中共享备份计算资源的方法由于需要大量的备份带宽，因此只适用于单位带宽成本低的底层基础设施上，如云计算数据中心内。为此，本文还基于跨数据中心的虚拟网络映射（数据中心内单位带宽成本比广域网低），提出了在数据中心内本地保护的方法避免在广域网上增加备份带宽，比现有的集中保护方法成本更低。