[發明專利]網絡資源遷移方法及裝置

有效

• 申請號: 201711365129.2
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108540405B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 楊家海;俞薈;莊奕;方欣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L12/911
• 分類號: H04L12/911;H04L29/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發明提供了一種網絡資源遷移方法及裝置，所述方法包括：S1，若判斷獲知網絡系統的胖樹拓撲結構中存在擴容沖突進而需要進行資源遷移時，確定所述胖樹拓撲結構中存在擴容沖突的層級類型；S2，根據所述層級類型，確定所述胖樹拓撲結構中每一存在資源余量的節點對應的第一集合和第二集合；S3，當所述第二集合不滿足所述第二集合的集合帶寬限制條件時，將所述第二集合中滿足VM帶寬限制條件的VM遷移至所述第一集合。本發明提供的一種網絡資源遷移方法及裝置，考慮了VM之間的帶寬資源的限制，進行網絡資源的遷移。使得網絡資源的遷移過程中可以精確的分配網絡資源，避免了某一實體設備發生擴容沖突。

技術領域

本發明涉及云計算和網絡功能虛擬化技術領域，更具體地，涉及網絡資源遷移方法及裝置。

背景技術

中間件，又稱網絡設備，是一種獨立的系統軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種中間件在不同的技術之間實現資源共享。中間件通常位于客戶端或服務器的操作系統內，管理計算機資源和網絡通訊。中間件是連接兩個獨立應用程序或獨立系統的軟件，相連接的系統，即使它們具有不同的接口，但通過中間件相互之間仍能交換信息。執行中間件的一個關鍵途徑是信息傳遞。通過中間件，應用程序可以工作于多平臺或OS環境。

有研究表明，中間件被廣泛用來提高網絡性能和增強網絡安全。但是，中間件的大規模部署也帶來了很多問題，例如中間件所需的專用硬件較為昂貴，協調管理比較復雜等等。為了解決這些問題，網絡功能虛擬化(Network Function Virtualization，NFV)的概念被提出。NFV通過在標準的商用服務器上以軟件的形式運行網絡功能(Network Function，NF)，進而將網絡功能與專用硬件分離。

目前，大多數對NFV概念的驗證與早期實現都是在云終端的虛擬機(VirtualMachine，VM)上部署網絡功能而完成的。NFV主要由三個部分構成：虛擬網絡功能(Virtualized Network Function，VNF)、網絡功能虛擬化基礎設施(NFV Infrastructure，NFVI)和網絡功能虛擬化管理與編排(NFVManagement and Orchestration，NFV MANO)。由于VNF的工作負載經常發生變化，這就要求底層的基礎架構能夠動態且靈活地處理這些變化。同時，不同的VNF消耗的資源也不相同，例如，入侵檢測系統(Intrusion DetectionSystems，IDS)/互聯網協議群(Internet Protocol Suite，IPS)通常是CPU密集型的，需要消耗大量的計算資源，HTTP緩存消耗最多的是內存，而流量監控器的性能瓶頸則在于帶寬。因而，在物理機上執行靈活高效的VNF資源分配是一個重大挑戰。

為了解決上述問題，已有學者通過創建和銷毀云終端中的VM副本來提出NFV的彈性解決方案。然而，現有技術中的解決方案是同時將物理機對應的所有VNF上的虛擬機占用的CPU、內存和傳輸帶寬同時進行擴大或縮小，這種解決方案是粗粒度的，這并不能根據需要對資源進行彈性配置，可能導致不必要的資源過度供應，因而使得資源利用率下降。同時，這些方案可能會違反服務級別目標(Service Level Object，SLO)，導致VNF性能的下降。

為云終端內的VNF中間件提供云資源配置方案需要解決兩個問題：1)為了組成適當的服務鏈，需要動態地調整VNF占用物理機的CPU資源和內存資源，以及帶寬資源；2)如果物理機上的資源余量不足以滿足所有的VNF擴容，將產生VNF間的擴容沖突。

對云資源的彈性配置以及對擴容沖突的解決主要基于以下兩個模塊：資源彈性配置(Resource Elastic Provisioning，REP)模塊和擴容沖突處理(Scaling ConflictHandling，SCH)模塊。這兩個模塊及其運行平臺(Keyboard Video Mouse，KVM)和OpenvSwitch之間的運行關系如圖1所示。