[發(fā)明專(zhuān)利]自適應(yīng)的服務(wù)功能鏈并行處理的方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010183805.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111404747B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡君;黃忠煒;羅建楨;劉燕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東技術(shù)師范大學(xué);廣東省星溪智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L41/122
• 分類(lèi)號(hào): H04L41/122;H04L41/0823;H04L41/0894;H04L41/12;H04L47/283
• 代理公司: 北京高航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強(qiáng)

1.一種自適應(yīng)的服務(wù)功能鏈并行處理的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，將一條鏈中可并行處理的VNF并行化處理，并行化處理后服務(wù)功能鏈存在多條并行的支鏈，在協(xié)同并行支鏈延遲的過(guò)程中，需要同時(shí)考慮鏈中VNF的執(zhí)行延遲以及鏈路傳輸延遲進(jìn)行優(yōu)化，以使SFC并行子鏈延遲協(xié)同，為步驟2提供完全并行的服務(wù)鏈；

步驟2，根據(jù)基于裝箱問(wèn)題(Bin-packingproblem，BP)的并行度優(yōu)化和部署算法，聯(lián)合考慮VNF的處理延遲和鏈路延遲進(jìn)行部署，實(shí)現(xiàn)了并行支鏈之間的延遲平衡；

步驟3，在步驟2部署完成以后，通過(guò)基于Q-Learning的VNFs調(diào)度算法，在多條服務(wù)的情況下進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。

2.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)的服務(wù)功能鏈并行處理的方法，其特征在于，所述步驟2進(jìn)一步包括：判斷服務(wù)功能鏈中虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)的操作類(lèi)型，給定VNFs之間依賴(lài)關(guān)系，將串行SFC轉(zhuǎn)換為并行SFC服務(wù)圖(ParallelSFCGraph，PSG)，構(gòu)建一個(gè)滿(mǎn)足優(yōu)化目標(biāo)的PSG，并在PSG中將關(guān)鍵路徑定義為處理延遲最長(zhǎng)的支鏈。

3.如權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)的服務(wù)功能鏈并行處理的方法，其特征在于，所述構(gòu)建一個(gè)滿(mǎn)足優(yōu)化目標(biāo)的PSG進(jìn)一步包括：

步驟21，將PSG部署在底層物理拓?fù)渲袌?zhí)行并找出PSG中決定總延遲大小的關(guān)鍵路徑(criticalpath)及其延遲；

步驟22，基于所述關(guān)鍵路徑的延遲，結(jié)合VNF處理時(shí)延以及VNF之間的傳輸時(shí)延，減小與主鏈延遲相差超過(guò)15％的并行支鏈，消除不必要的并行性，不必要的并行性是指并行以后延遲與主鏈延遲相差超過(guò)15％的支鏈。

4.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)的服務(wù)功能鏈并行處理的方法，其特征在于，假設(shè)SFCs請(qǐng)求集合為S，S_i為第i條服務(wù)請(qǐng)求，定義二進(jìn)制變量X_ijk＝1為S_i對(duì)應(yīng)的第j項(xiàng)功能由節(jié)點(diǎn)N_k處理，并且引入變量用表示邊(u,v)屬于S_i源端到目的端所分配的路徑之上，用表示VNF處理時(shí)延，l_uv為鏈路(u,v)的傳輸時(shí)延，多個(gè)SFCs的調(diào)度問(wèn)題，目標(biāo)函數(shù)為：

其中F表示所有VNF的集合，L表示所有的虛擬鏈路結(jié)合，D_i為服務(wù)S_i數(shù)據(jù)率，b_l為鏈路l帶寬，為發(fā)送時(shí)延；

保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在處理功能請(qǐng)求時(shí)所調(diào)度資源滿(mǎn)足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件，限定條件為：

式(8)中，E表示物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)之間的鏈路結(jié)合，τ_ij-1表示第j-1項(xiàng)功能節(jié)點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)流S_i的時(shí)間，x_ij-1k表示來(lái)自服務(wù)鏈i的第j-1個(gè)VNF是否在物理節(jié)點(diǎn)k處理，如果是則x_ij-1k＝1，否則為x_ij-1k＝0，α_ij表示來(lái)自服務(wù)鏈i的第j項(xiàng)功能處理的開(kāi)始時(shí)間，l_uv表示物理節(jié)點(diǎn)u和v之間的鏈路延遲，表示鏈路l_uv是否是屬于服務(wù)鏈i的鏈路，如果是則為否則S為所有服務(wù)的集合，F(xiàn)為所有VNF的集合，M_k為滿(mǎn)足S_i中所有VNF資源需求的節(jié)點(diǎn)集，式(8)是為了保證服務(wù)功能鏈上的下一VNF處理開(kāi)始時(shí)間必須在上一VNF數(shù)據(jù)發(fā)送與網(wǎng)絡(luò)傳播完成之后；

公式(9)中，為VNFf_ij的處理延遲，同理，τ_ij表示第j項(xiàng)功能節(jié)點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)流S_i的時(shí)間，f_ij為來(lái)自服務(wù)i的第j個(gè)功能，式(9)是為了保證服務(wù)流S_i在傳輸之前滿(mǎn)足j項(xiàng)功能所需的處理時(shí)間；

式(10)中，so_i表示服務(wù)i的源節(jié)點(diǎn)，表示鏈路是否是屬于服務(wù)鏈i的鏈路，式(10)表示服務(wù)流S_i對(duì)應(yīng)的源節(jié)點(diǎn)輸入鏈路的數(shù)量與輸出鏈路的數(shù)量關(guān)系；

式(11)中，d_i表示服務(wù)i的目的節(jié)點(diǎn)，表示鏈路是否是屬于服務(wù)鏈i的鏈路，式(11)表示為目的節(jié)點(diǎn)輸出鏈路的數(shù)量與輸入鏈路的數(shù)量關(guān)系；

式(12)是為了保證所選擇路徑無(wú)環(huán)，其中定義為服務(wù)S_i所選路徑上的鏈路對(duì)應(yīng)的順序編號(hào)，如果所選鏈路不存在或者(u,v)不是所選路徑上的鏈路，則為所選路徑節(jié)點(diǎn)集合N_p的子集，2≤h＜|N_p|，h為整數(shù)；通過(guò)合理的調(diào)度物理節(jié)點(diǎn)N_k上的VNFs執(zhí)行順序，使最小化服務(wù)功能鏈S_i的總延遲并實(shí)現(xiàn)不同的并行支鏈之間的延遲協(xié)同。