[發明專利]一種云網絡中移動應用的快速遷移方法

有效

• 申請號: 201910084329.3
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109617811B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 孫健;周潤;孫罡;虞紅芳
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/729
• 分類號: H04L12/729;H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

本發明公開了一種云網絡中移動應用中的快速遷移方法，以提高用戶的服務質量、實現服務無縫遷移為首要目的，最大程度地縮短SFC的遷移時間，另外為保證服務遷移的成功性與合理性，綜合考慮了遷移的操作開銷與資源消耗等成本，本發明方法不但高效、快速，而且能結合當前網絡狀態實現遷移方案的綜合最優性。

技術領域

本發明屬于數據遷移技術領域，具體涉及一種云網絡中移動應用的快速遷移方法。

背景技術

隨著無線通信技術的飛速發展及各類移動設備的快速普及，移動服務請求數量日劇增加，越來越多的用戶都希望能隨時隨地、靈活便捷地接入他們的服務請求。移動網絡功能的虛擬化和移動云計算的應用進一步促進了這一點，但在移動應用空前驟增的今天，運營商必須重新考慮移動服務的管理方案，尤其是對于長途和/或高速移動的用戶(如車輛和子高速列車)。當用戶移動時，SFC需要根據用戶時變的接入位置及時更改服務路徑來保證服務的繼續，這就對基于NFV的SFC能夠動態變化和具有自適應性提出了需求與挑戰。

網絡功能虛擬化奠定了服務功能的虛擬化及其在虛擬機上的執行的基礎。任何服務請求都可以由服務功能鏈(Service Function Chain,SFC)表示，SFC是一組根據給定順序執行功能的虛擬網絡功能(Virtualization Network Function,VNF)。VNFs的運行需要VNF實例(Virtualization Network Function Instance，VNFI)的實例化，這些實例通常是在VM上執行的軟件模塊。

類似于移動通話，與最開始呼叫的無法接通相比，人們更加難以忍受通話的突然中斷。服務中斷不但會降低用戶體驗，使用戶掃興抱怨，更嚴重的是可能中斷重要的文件傳輸、服務請求、商務洽談及合作交易等重要事務，而錯失重要的合作機會或造成巨大的經濟損失。因此越來越多的用戶希望無論何時何地，移動或是靜止都能方便快速地接入、繼續他們的請求。即當用戶移動時，SFC需要根據用戶時變的接入位置及時更改服務路徑，重新調整SFC的部署策略來保證服務的繼續，這就對基于NFV的SFC能夠動態變化和具有自適應性提出了需求與挑戰。而SFC遷移技術的出現，在一定程度上能很好的解決這一問題。遺憾的是，目前對SFC遷移的研究大多只關注如何實現遷移，并且也都只停留在靜態SFC的研究層面，而忽略了遷移的根本目的：快速恢復在線服務，避免服務的突然中斷。當用戶移動到原始接入點服務器的服務區域之外時，為避免正在進行的服務中斷，應快速將用戶的SFC實行遷移，以確保用戶移動時的服務連續性，實現無縫的服務遷移(即不中斷正在進行的服務)。

在目前已有一些關于SFC遷移的算法出現，為了處理底層網絡節點的負載均衡，實行對VNF的遷移，開發了一種SFC部署方法以響應不斷變化的工作負載，并將VNFI整合到盡可能少的服務器上，從而降低能耗；這種方法只考慮了靜態SFC的離線遷移。而靜態的SFC部署方案會使用戶與其VNFs之間的路徑次優，不僅會造成不必要的帶寬消耗，還會降低用戶體驗，沒有實際應用價值。另外提出了一種VNFIs的遷移策略，該策略考慮遷移過程中由于QoS降低而導致的投入損失，以及遷移過程中發生的信息丟失給用戶帶來的損失，其目標是最小化由于QoS退化而造成的能源消耗和收入損失；這種方法僅僅試講VNFIs遷移到盡可能少的服務器上，降低能源消耗，而根本沒有考慮到用戶的在線移動帶來的遷移需求，在移動請求飛速增長的今天，此法已不能滿足需求，因此沒有太大的研究意義。有學者還提出了如何在動態環境下實行SFC部署和調整，并構建算法重新在服務器中用戶SFC部署以權衡資源消耗和運營開銷，共同優化新用戶SFC的部署和在服務中心用戶SFC的調整；這種方法雖然考慮到了在線用戶的移動問題，每當有新的用戶接入請求或新的用戶移動請求時，系統都會全部為網絡中的所有SFC重部署和調整，但遺憾的是這一做法是以犧牲巨大的時間復雜度為代價的，在現實應用中得不償失，而且該方法魯棒性極差，當此刻的網絡狀態不足以支撐當前時刻所有新用戶的接入請求與在服務中用戶的遷移請求時，整個算法系統將陷入癱瘓。

發明內容