[發(fā)明專利]一種基于QoS保障的服務(wù)功能鏈動態(tài)部署方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810078926.0
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108260169B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐倫;趙培培;周鈺;楊友超;馬潤琳;陳前斌
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W28/24
• 分類號: H04W28/24;H04L12/727;H04L12/24;H04W28/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種基于QoS保障的服務(wù)功能鏈動態(tài)部署方法，屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域。該方法為：5G網(wǎng)絡(luò)切片借助軟件定義網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了資源的靈活配置。為了提高切片網(wǎng)絡(luò)中通信業(yè)務(wù)的QoS，建立面向可靠性需求的服務(wù)功能鏈部署模型，該模型以最小化端到端時延為目標(biāo)，設(shè)計一種基于QoS保障的服務(wù)功能鏈動態(tài)部署方案。該方案綜合考慮了節(jié)點位置和可靠性，利用一種新穎的節(jié)點排序方法進行虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的部署，均衡網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。在鏈路映射過程中，通過選擇滿足可靠性需求的時延最短路徑提高QoS。本發(fā)明在降低服務(wù)功能鏈端到端時延的同時保證了部署的可靠性，并且提高了請求接受率和資源利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于QoS保障的服務(wù)功能鏈動態(tài)部署方法。

背景技術(shù)

目前移動網(wǎng)絡(luò)行業(yè)正在迅速向5g演進，“移動寬帶增強”、“大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)”、“低時延高可靠通信”三大類新應(yīng)用領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。5g網(wǎng)絡(luò)具有很高的靈活性來應(yīng)對移動運營商的業(yè)務(wù)變化，特別是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化概念的提出使得基礎(chǔ)設(shè)施能夠靈活地滿足垂直應(yīng)用需求的多樣化。網(wǎng)絡(luò)切片是無線虛擬網(wǎng)絡(luò)中靈活配置資源的技術(shù)，可以快速部署和集中管理。它主要是借助軟件定義網(wǎng)絡(luò)(software defined network,SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(network function virtualization,NFV)技術(shù)，將有限的物理資源經(jīng)過分割和重組，形成邏輯上相互獨立的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源供各個切片網(wǎng)絡(luò)使用，以此實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的重復(fù)高效利用，減少運營商的成本投入和運營支出，為租戶提供更好質(zhì)量的同時提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。在切片網(wǎng)絡(luò)中，每個業(yè)務(wù)請求由一些不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(virtual networkfunction,VNF)組成，這些網(wǎng)絡(luò)功能互聯(lián)起來稱為服務(wù)功能鏈(service functionchaining,SFC)。每個業(yè)務(wù)請求的需求不同，會造成每個SFC上的VNF集合不同，如何有效地部署SFC使得在滿足切片業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量(quality of service,QOS)的同時最大化虛擬運營商的收益是5G網(wǎng)絡(luò)中研究的熱點問題。

5G移動通信系統(tǒng)低時延場景對通信服務(wù)的時延要求較高，需要支持用戶毫秒級的端到端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。所以降低網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的端到端時延是SFC部署需要解決的關(guān)鍵問題之一。現(xiàn)有的發(fā)明都是把處理時延和傳輸時延作為端到端時延進行分析。把處理時延設(shè)為固定值，忽視了節(jié)點負(fù)載對時延的影響，不符合實際，限制了適用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的規(guī)模，而且沒有考慮由節(jié)點位置和可靠性造成的時延問題。

SFC部署過程中，無論是硬件故障(例如正在執(zhí)行VNF的物理節(jié)點發(fā)生故障)還是軟件故障(例如VNF自身的錯誤配置)都會破壞整個鏈路從而導(dǎo)致服務(wù)暫停。到目前為止，大多數(shù)已有發(fā)明采用基于冗余的VNF部署策略來實現(xiàn)SFC部署的可靠性。應(yīng)該注意到，這些冗余的VNF的存在將增加服務(wù)功能鏈的長度，從而增加該服務(wù)的端到端時延，這對于時延受限的SFC是非常不利的，而且降低了資源的利用率。因此研發(fā)新的SFC部署方案提高SFC部署的服務(wù)質(zhì)量很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于QoS保障的服務(wù)功能鏈動態(tài)部署方法，能夠根據(jù)底層資源動態(tài)為SFC分配資源，提高SFC部署的QoS，即在最小化端到端時延的同時保證SFC的可靠性需求。此外，本發(fā)明的另一目的在于能夠接受更多的SFC請求從而最大化底層資源的利用率。為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于QoS保障的服務(wù)功能鏈動態(tài)部署方法，包括以下步驟：

S1：針對切片網(wǎng)絡(luò)中通信業(yè)務(wù)的QoS問題，建立面向可靠性需求的服務(wù)功能鏈(service function chaining,SFC)部署模型，該模型以最小化端到端時延為目標(biāo)；

S2：綜合考慮節(jié)點位置和可靠性，利用一種新穎的節(jié)點排序方法分別對物理節(jié)點和服務(wù)功能鏈中的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(virtual network function,VNF)排序；

S3：根據(jù)節(jié)點排序結(jié)果確定節(jié)點映射優(yōu)先級，選擇滿足資源約束的節(jié)點進行虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的部署，實現(xiàn)負(fù)載的均衡；