[發明專利]虛擬服務遷移方法

有效

• 申請號: 201410101765.4
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103825963B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 于冰;韓言妮;趙志軍;譚紅艷;慈松
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/927;H04L12/917
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及移動互聯網領域，尤其涉及一種虛擬服務遷移方法。

背景技術

隨著科技的日益發展，移動互聯網已經成為互聯網發展的主要趨勢之一。據統計，截止到2013年3月份，我國固定互聯網寬帶用戶數為1.81億用戶，而移動互聯網用戶則已達到8.17億用戶。隨著網絡移動性需求的增強，用戶行為的改變，信息交互類型的不斷豐富，數據流量的日益增大，保障和提高用戶的服務體驗質量成為互聯網領域所要面對的新挑戰。而虛擬化技術的發展成為解決移動性需求的問題提供了可能。虛擬化的目標就是在無需考慮底層物理網絡屬性的情況下實現虛擬服務的平滑移動，實現對網絡資源的按需分配，提高用戶的體驗質量。圖1為現有技術中網絡虛擬化示意圖。如圖1所示，虛擬化技術通過抽象、分離、隔離機制，在一個公共的底層物理網絡（Substrate Network,SN）上支持多個虛擬網絡（Virtual Network,VN）每個虛擬網絡可以使用相互獨立的協議體系，并根據動態變化的用戶需求對整個網絡中的節點資源與鏈路資源進行合理配置，以極大地發揮資源共享的優勢，最大限度的提高網絡資源利用率，獲取最大化的收益。

圖2為現有技術中Flowvisor實現虛擬化的示意圖。如圖2所示，網絡虛擬化平臺FlowVisor通過劃分流表空間產生獨立的網絡分片，有效地實現網絡虛擬化，將物理網絡分割成多個網絡分片。各個網絡分片上的網絡流量相互隔離，管理帶寬、CPU的使用和流表的配置等。用戶可在各個分片上進行互不干擾的各種流量模型和協議創新等試驗研究。目前FlowVisor已經在美國斯坦福大學等一些大型校園中實現部署，著名的未來網絡實驗床GENI和Internet2項目上也在使用FlowVisor進行虛擬化的管理。

圖3為現有技術中網絡虛擬化分層服務提供模型的示意圖。如圖3所示，在虛擬化環境中，服務提供商（Service Provider,SP）根據用戶（User）的需求，將需要的資源（網絡資源、計算資源、存儲資源等）以一定形式描述給底層的基礎設施提供商（Infrastructure Provider,InP）。基礎設施提供商部署和管理底層物理資源，從虛擬資源池中選擇相應的資源，以完成對虛擬網絡的創建。服務提供商向基礎實施提供商租賃網絡資源，為用戶提供所需要的服務。

由于一些新用戶加入，一些老用戶的移出，以及一些用戶在網絡中位置的改變，網絡中用戶數量、用戶行為、用戶偏好的變化，或一些底層網絡的更改，都需要根據變化對虛擬服務進行調整和遷移。如何根據這些變化及時的對虛擬網絡的規模、資源分布進行調整，保障網絡服務質量（Quality of Service,QoS）和用戶體驗質量（Quality of Experience,QoE），以最小的延遲獲取可靠穩定的網絡服務，是實現虛擬服務的挑戰之一。本發明中的虛擬化主要指服務器/主機的虛擬化，將虛擬化的可共享可復用的軟硬件資源和信息按需提供給計算機和其他設備。

圖4為現有技術中用戶遷移示意圖。如圖4所示，服務遷移需要考慮各種代價的平衡。當與用戶越近的虛擬節點作為服務提供者時，服務的延遲可能會越小，服務質量和體驗質量越高。但同時遷移也會帶來其他的開銷，產生負面影響，如遷移時大量數據傳輸對網絡的壓力，甚至可能會導致服務中斷。服務遷移問題就是如何合理的調整網絡服務的位置，更加有效的節約網絡資源，降低服務響應時間和成本，改善用戶使用體驗的問題。

在現有技術中，目前在虛擬化環境下，利用服務遷移以實現網絡資源管理和降低能耗的研究和應用還是比較初步的，如J Grassler,S Schmid等人在“at 32nd IEEE Conference on Computer Communications(INFOCOM Demo),Turin,Italy,April2013.”《Move-with-the-Sun or Move-with-the-Moon?Wide-AreaCloudNet Migrations Under Latency and Resource Constraints.Demo》做出的研究。虛擬化環境下的服務遷移問題主要分為單域和多域兩種應用場景。

在單域環境下，節點之間在資源的類型、質量等方面差異較小，遷移所需要的代價較少。但當域內的節點無法滿足用戶的需求時，需要遷移到其他域中的節點以提供服務。多個域中的節點之間不僅存在差異，還會由于跨域產生額外的漫游代價。