[發明專利]一種基于底層NUMA感知的NFV實現方法

有效

• 申請號: 201710209194.X
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107070709B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 李健;李陽德;馬汝輝;戚正偉;管海兵
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;G06F9/455;G06F9/48
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種基于底層NUMA感知的NFV實現方法，包括以下步驟：步驟1、獲得Node間的訪問延遲和帶寬信息，形成信息矩陣；步驟2、解析NFV編排信息，獲得NFV服務鏈的具體信息；步驟3、根據Node之間的訪問延遲和帶寬信息，生成資源調度策略；步驟4、根據資源調度策略執行虛擬機資源調度；步驟5、監視模塊監視系統資源負載，將負載高于所設定的閾值的節點標記為需要遷移狀態；步驟6、將步驟5中被標記的節點從步驟1所得到的信息矩陣中屏蔽，然后返回步驟3。本發明的一種基于底層NUMA感知的NFV實現方法，結合實際服務器的實際性能和NFV業務編排的具體信息，動態調度分配虛擬機線程在物理CPU上的分布和資源使用，從而達到優化整體性能的目的。

技術領域

本發明涉及計算機虛擬化技術領域，尤其涉及一種基于底層NUMA感知的NFV實現方法。

背景技術

虛擬化是實現網絡功能虛擬化的關鍵技術。虛擬化技術是一種將現有計算、存儲、網絡等各種實體資源進行抽象、轉換的資源管理技術。虛擬化技術是IT技術發展趨勢的一部分，可以為用戶帶來更好的使用實體資源的組織管理方式，并且這些實體資源是不受現有資源的架設方式、地域或者物理組態所限制。正因如此，虛擬化技術成為實現電信業務資源池化、動態編排、快速伸縮的關鍵技術。

歐洲電信標準化協會(ETSI)作為NFV的發起標準組織，于2015年年初發布了NFV參考架構等系列文稿，雖然ETSI NFV階段成果不是強制執行的標準，但是得到了業界的普遍認可，已經成為了業界的事實標準。目前NFV的標準框架已基本穩定，如圖1所示。NFV標準框架主要有NFV基礎設施、虛擬網絡功能和NFV管理與編排(NFV Management andOrchestration,NFV MANO)。工業界目前的主要工作仍集中在NFV管理和編排中，而關于通用服務器的性能和可靠性問題仍有待解決。

將通信行業的專有硬件設備變為通用的多核服務器，單純從硬件的角度來說，性能和可靠性方面必然有所下降。例如核心網虛擬化設備中，其性能瓶頸主要集中在I/O接口數據轉發和多核服務器的虛擬機調度上，與傳統設備相比大概有30％～40％的性能損失，NFV的目標是減少到10％以內才能滿足商用的需求。

另外，現有的主流的通用服務器的多核處理器采用的架構是非一致性內存訪問(Non-Uniform Memory Access，簡稱NUMA)架構。NUMA架構的特點是系統的相關硬件資源(如內存、CPU)被劃分為多個節點。在NUMA架構里，處理器訪問本地節點的內存的速度要比訪問遠程節點的內存的速度要快。將這樣的通用服務器中運行特定的通信設備虛擬機，對于通用服務器來說是一種全新的應用場景，原有的針對一般應用進行優化的NUMA調度策略和負載均衡機制可能會失效，而運行在通用服務器中的虛擬網絡功能對IO性能的敏感性會給通用操作系統和運行平臺帶來新的挑戰。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種基于底層NUMA感知的NFV實現方法，在通用的NUMA架構服務器下，基于虛擬機調度方法，結合實際服務器的實際性能和NFV業務編排的具體信息，動態調度分配虛擬機線程在物理CPU上的分布和資源使用，從而達到優化整體性能的目的。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是開發一種基于底層NUMA感知的NFV實現方法，在通用的NUMA架構服務器下，基于虛擬機調度方法，結合實際服務器的實際性能和NFV業務編排的具體信息，動態調度分配虛擬機線程在物理CPU上的分布和資源使用，從而達到優化整體性能的目的。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于底層NUMA感知的NFV實現方法，包括以下步驟：

步驟1、獲得Node間的訪問延遲和帶寬信息，形成信息矩陣；

步驟2、解析NFV編排信息，獲得NFV服務鏈的具體信息；

步驟3、根據Node之間的訪問延遲和帶寬信息，生成資源調度策略；