[發(fā)明專利]一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能鏈的跨域部署方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710758077.9
• 申請(qǐng)日: 2017-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107395501B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫罡;李亞毓;廖丹;虞紅芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/715
• 分類號(hào): H04L12/715;H04L12/751;H04L12/911;G06F9/455;G06F9/50
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李林合;李蕊

本發(fā)明公開(kāi)了一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能鏈的跨域部署方法，使用FMA來(lái)產(chǎn)生多域物理網(wǎng)絡(luò)的抽象拓?fù)洌橄笸負(fù)洳簧婕暗礁鱾€(gè)域的具體信息，從而很好地維護(hù)了各個(gè)域的隱私性。在切鏈部分，為了保證各域公平并減少響應(yīng)時(shí)間，本發(fā)明提出由各域剩余資源作權(quán)重進(jìn)行切鏈以及各個(gè)域平均切鏈兩種切鏈方式，使得SFC上的網(wǎng)絡(luò)功能能夠比較均勻地分配到各個(gè)域中，從而降低了SFC映射成本。當(dāng)上述切鏈過(guò)程不能夠成功部署時(shí)，本發(fā)明提出利用反饋方法對(duì)SFC進(jìn)行再次切分，從而提高了SFC映射的成功率。最后，在SFC成功切分并映射到各個(gè)域中后，本發(fā)明提出了一種通過(guò)修改SFC上網(wǎng)絡(luò)功能部署點(diǎn)的算法，從而能夠在之前部署的基礎(chǔ)上節(jié)省帶寬開(kāi)銷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能鏈的跨域部署方法的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)作為第三次工業(yè)革命的重要組成部分，不僅僅將計(jì)算機(jī)聯(lián)接起來(lái)，更將人與人聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)而改變了人們的生活和生產(chǎn)方式。自1969年ARPANET出現(xiàn)以來(lái)互聯(lián)網(wǎng)迎來(lái)了爆炸式的發(fā)展，如今隨處可見(jiàn)人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行購(gòu)物、聊天等活動(dòng)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”政策的引導(dǎo)下，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)趨勢(shì)大幅飆升，整體處于快速發(fā)展的上升期。

由于持續(xù)增長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)用戶群體以及不斷推陳出新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)因缺乏靈活性和不便管理等原因難以應(yīng)付日趨多樣化的業(yè)務(wù)需求。研究和部署全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和結(jié)構(gòu)迫在眉睫。然而，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)功能和專屬硬件是緊密耦合的，所以網(wǎng)絡(luò)功能部署方式改變會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商對(duì)整個(gè)底層網(wǎng)絡(luò)的重新設(shè)計(jì)與整合。同時(shí)考慮到當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，即使是針對(duì)突發(fā)需求而實(shí)施的簡(jiǎn)單升級(jí)，也可能需要數(shù)月甚至數(shù)年的時(shí)間才能完成。這樣既造成了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性變差，也使運(yùn)營(yíng)成本提高。這成為了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新的瓶頸，不利于互聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展。而在計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步和IT(InformationTechnology)環(huán)境中虛擬技術(shù)成功的鼓舞下，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商正努力推動(dòng)類似技術(shù)，希望以此作為擺脫困境的方法，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization，NFV)便成了其中的一種選擇。它利用標(biāo)準(zhǔn)的IT虛擬化技術(shù)，將多種類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備合并到業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的高容量服務(wù)器、交換機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備中，并將其置于數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等地。

NFV的一個(gè)重要應(yīng)用就是服務(wù)功能鏈(Service Function Chain，SFC)，將傳統(tǒng)用硬件實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)功能采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。SFC由于其不依賴于底層拓?fù)?，資源靈活部署，自動(dòng)擴(kuò)容和縮容以及更新等優(yōu)點(diǎn)成為學(xué)術(shù)界和商界關(guān)注的焦點(diǎn)，因此需要重點(diǎn)研究如何部署用戶的服務(wù)功能鏈以達(dá)到用戶和運(yùn)營(yíng)商雙贏的局面。

SFC是一組有序的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能集合，用戶流量按照指定的策略一次通過(guò)多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能。其中虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(Virtualization Network Function，VNF)是網(wǎng)絡(luò)功能的軟件實(shí)現(xiàn)。其通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)層預(yù)先定義的公共應(yīng)用程序編程接口，獲取如虛擬計(jì)算/虛擬存儲(chǔ)/虛擬網(wǎng)絡(luò)等資源。其中網(wǎng)絡(luò)功能可以為EPC的服務(wù)網(wǎng)關(guān)/防火墻/負(fù)載均衡器等。根據(jù)NFV的技術(shù)原理，用戶到達(dá)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)由一組VNF和VNF之間動(dòng)態(tài)連接的鏈路(Virtual NetworkFunction Link，VNFL)組成。由VNF和VNFL構(gòu)成的拓?fù)鋱D稱為VNF轉(zhuǎn)發(fā)圖(Virtual NetworkFunction Forwarding Graph，VNF-FG)。其中每個(gè)VNF可以分解為一組虛擬網(wǎng)絡(luò)功能組件(VNF Component，VNFC)和內(nèi)部連接圖，每個(gè)VNFC對(duì)應(yīng)于一個(gè)虛擬機(jī)(Virtual Machine，VM)。每個(gè)VNFL對(duì)應(yīng)著一組物理鏈路集合，需要分配一定的鏈路資源(流量，用戶服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)，路由等參數(shù))。一個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的到來(lái)，主要由NFV架構(gòu)中的管理編排域進(jìn)行自頂向下分解，以獲得所需資源。NFV底層虛擬基礎(chǔ)設(shè)施分配虛擬機(jī)等資源，同時(shí)虛擬機(jī)之間需要?jiǎng)討B(tài)連接的鏈路進(jìn)行通信，這些動(dòng)態(tài)連接鏈路同承載網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行交互，對(duì)其分配鏈路資源。