[發明專利]一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法及系統

有效

• 申請號: 202110540079.7
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113259440B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 劉亮;杜婭榮;桂曉菁;陳翔;趙國鋒;曾帥
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L67/1001
• 分類號: H04L67/1001;H04L45/586;H04L47/125;H04L45/125;H04L67/1008
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 胡曉麗

1.一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取第一指令，根據資源約束，獲得節點信息以及鏈路信息，所述第一指令為傳入支持網絡功能虛擬化的軟件定義網絡的流請求指令；

S2：基于節點信息、鏈路信息以及第一指令，在功能節點上枚舉可以部署的偽VNF，所述節點包括功能節點和交換節點，所述交換節點用于轉發與傳輸數據，所述功能節點用于轉發數據，以及通過其上的VNF實例處理數據；

S3：分裂節點以及偽VNF，連接分裂后的節點并分配加權有向邊，構造邊加權圖；

S4：基于請求流信息中服務功能鏈中VNF的順序以及邊加權圖，構造偽VNF分裂的多階段邊權圖，并基于多階段邊權圖，獲取若干虛擬路由路徑；

S5：計算每一條虛擬路由路徑的相對成本，并將獲得的每一條虛擬路由路徑的相對成本做比較，獲得第一虛擬路由路徑，并將第一虛擬路由路徑中的各個節點以及鏈路映射到原物理網絡中，接收所述請求流信息，且對資源進行更新；所述第一虛擬路由路徑為相對成本最小的虛擬路由路徑。

2.根據權利要求1所述的一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法，其特征在于，所述步驟S1中，資源約束包括基于物理鏈路上的帶寬資源、交換節點上的三態內容尋址存儲器資源以及功能節點上的CPU計算資源之間的約束。

3.根據權利要求1所述的一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法，其特征在于，所述步驟S3中，構造邊加權圖具體方法包括：

將所述交換節點進行分裂，并通過有向邊連接分裂后的交換節點，獲得第一鏈路；

通過有向邊連接在所述功能節點上的分裂的偽VNF，獲得第二鏈路；

將所述第一鏈路與所述第二鏈路進行連接，獲得第三鏈路，并向連接后的所述第三鏈路分配有向邊，獲得邊加權圖；所述有向邊是通過相對成本作為權重賦值。

4.根據權利要求1或3所述的一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法，其特征在于，所述步驟S4中，構造多階段邊權圖的具體方法包括：

基于第一指令中服務功能鏈中VNF的順序，在第一列和最后一列分別放置入口節點和出口節點，在中間各列依次排列出請求流要遍歷的所有同類型的偽VNF，將偽VNF進行分裂，并結合邊加權圖，按照所述服務功能鏈的順序依次連接不同列的各個節點，獲得多階段邊權圖。

5.根據權利要求4所述的一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法，其特征在于，所述服務功能鏈由一組虛擬網絡功能VNF以及相鄰兩個VNF之間的鏈路組成。

6.根據權利要求1所述的一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法，其特征在于，所述步驟S5還包括：

檢測虛擬路由路徑中的偽VNF在對應的物理網絡功能節點中是否存在或被激活，若存在偽VNF且被激活，則直接映射到原物理網絡中；否則，將在該虛擬路由路徑對應的原物理網絡中相應的位置部署VNF實例，再映射到原物理網絡中。

7.根據權利要求1所述的一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法，其特征在于，所述步驟S5中，計算每一條虛擬路由路徑的相對成本的具體操作步驟包括：

S51：基于邊加權圖，采用Dijkstra算法，獲取相鄰兩列偽VNF之間的子路由路徑，并計算子路由路徑的子相對成本，并將計算得到的子相對成本作為權重分配給多階段邊權圖的有向邊，所述子相對成本為邊加權圖中，不同列節點之間路由路徑的成本；

S52：在多階段邊權圖中，將虛擬路由路徑上各個子相對成本相加，獲得虛擬路由路徑的相對成本。

8.根據權利要求7所述的一種基于負載均衡的虛擬網絡功能動態部署方法，其特征在于，所述子相對成本的表達式為：

為VNF上CPU資源的剩余率，ω_cpu為大于1的常數；為多階段邊權圖中有向邊的權重；為有向邊；為有向邊的集合；為分裂后的偽VNF；表示除連接分裂后的兩個VNF的有向邊的多階段邊權圖中的其余有向邊；ω_cost為邊加權圖中有向邊的權重。