[go: up one dir, main page]

CN107666412B - 服务功能链的虚拟网络功能部署方法 - Google Patents

服务功能链的虚拟网络功能部署方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107666412B
CN107666412B CN201711153260.2A CN201711153260A CN107666412B CN 107666412 B CN107666412 B CN 107666412B CN 201711153260 A CN201711153260 A CN 201711153260A CN 107666412 B CN107666412 B CN 107666412B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vertex
service function
virtual network
source point
reliability value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201711153260.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107666412A (zh
Inventor
孙健
李瑶
孙罡
廖丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201711153260.2A priority Critical patent/CN107666412B/zh
Publication of CN107666412A publication Critical patent/CN107666412A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107666412B publication Critical patent/CN107666412B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/14Network analysis or design
    • H04L41/145Network analysis or design involving simulating, designing, planning or modelling of a network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其包括依次选取服务功能链中未部署的VNF;当当前VNF不是最后一个VNF时,计算顶点集合中每个顶点到源点s的可靠性值;当非目的顶点满足预设约束时,则采用顶点到源点s的可靠性值更新其顶点预设可靠性值;选取最大的顶点预设可靠性值对应的非目的顶点部署当前VNF;当当前VNF为服务功能链中的最后一个VNF时,计算第一计算值;当顶点满足设定条件时,则采用当前顶点的第一计算值与当前顶点的属性可靠性值的比值更新当前顶点的设定阈值;当顶点集合中所有顶点已遍历完时,则选取所有顶点中最大的设定阈值所对应的顶点部署最后一个VNF,并输出部署方案。

Description

服务功能链的虚拟网络功能部署方法
技术领域
本发明涉及网络功能虚拟化网络拓扑中虚拟网络功能部署技术,具体涉及一种服务功能链的虚拟网络功能部署方法。
背景技术
近年来,随着用户的需求的越来越易变以及多样性,通信服务提供商(TSP)越来越迫切的需要找到一种更灵活、成本更低的方式来部署网络服务。对此,出现的NFV使得灵活有效动态部署服务功能链而不用更改专用设备成为可能;自从欧洲电信标准协会(ETSI)提出NFV的标准描述结构后,NFV的架构问题成了许多的学者们正热衷于研究的课题。
图1描述了一种简单的NFV架构,图3中虚拟化层之上包含了所有的虚拟机,物理层包含了所有的底层节点,不管是虚拟机还是底层节点都有一定的计算、存储、网络等资源等来为用户服务。在网络功能虚拟化基础设施(NFVI)之上的是前面提到过的网络服务,被称作服务功能链(SFC),它包含一连串的由虚拟链路连接的不同的虚拟网络功能(VNF),一个VNF可以代表一种实际的网络功能。
NFV的可靠性是成功执行SFC的关键因素和前提,对此,目前关于NFV的研究有:关于可靠性保证的NFV部署算法Guaranteeing Reliability with Enhanced Protection(GREP)和关于NFV部署可靠性评估的框架研究Minimum Total Failure Removal(MTFR)。第一种方法虽能能够实现保证用户的可靠性,但是其提出的备份保护机制将会消耗大量的资源来提供和维护备份VNFs;第二种算法是在NFV部署完成之后对其进行的可靠性评估,并不是提供的可靠性保证的部署算法。
对此,如何提高网络服务的可靠性以满足用户需求,并将这些用户请求映射到底层网络中去亟待被解决。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供了一种能够提高网络服务的可靠性的服务功能链的虚拟网络功能部署方法。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:
提供一种服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其包括:
获取服务功能链和底层网络的拓扑图;
将服务功能链的源点和目的顶点部署于底层网络的相应节点上,并依次选取服务功能链中未部署的虚拟网络功能;
当当前虚拟网络功能不是服务功能链中的最后一个虚拟网络功能时,计算顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值;
遍历顶点集合中的非目的顶点,当非目的顶点满足预设约束时,则采用顶点到服务功能链的源点的可靠性值更新其顶点预设可靠性值;
当顶点集合中所有非目的顶点已遍历完时,则选取所有非目的顶点中最大的顶点预设可靠性值对应的非目的顶点部署当前虚拟网络功能,并删除顶点集合中的最大的顶点预设可靠性值对应的非目的顶点;
当当前虚拟网络功能为服务功能链中的最后一个虚拟网络功能时,计算顶点集合中当前顶点到目的顶点的可靠性值与当前顶点到服务功能链的源点的可靠性值的乘积作为当前顶点的第一计算值;
遍历顶点集合中的所有顶点,当顶点满足设定条件时,则采用当前顶点的第一计算值与当前顶点的属性可靠性值的比值更新当前顶点的设定阈值;
当顶点集合中所有顶点已遍历完时,则选取所有顶点中最大的设定阈值所对应的顶点部署最后一个虚拟网络功能,并输出包括部署所有虚拟网络功能的顶点集、虚拟链路部署的路径集合、路径上转发节点的部署方案。
进一步地,预设约束为非目的顶点的计算容量大于或等于网络虚拟功能所需的计算容量,且非目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值大于其顶点预设可靠性值。
进一步地,设定条件为顶点的计算容量大于或等于网络虚拟功能所需的计算容量,且第一计算值与顶点的属性可靠性值的比值大于或等于设定阈值。
进一步地,计算顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值的计算方法包括:
获取顶点集合和当前源点,并使待更新顶点集合等于顶点集合;
遍历当前源点的所有出度边,判断当前出度边剩余带宽资源及出度边的目的顶点是否均满足第一预设约束条件;
若满足,计算当前源点到服务功能链的源点的可靠性值、当前出度边的可靠性值和出度边的目的顶点的属性可靠性值三者的乘积作为第二计算值;
当第二计算值同时大于当前出度边的目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值和用户期望达到的可靠性值时,采用第二计算值更新当前出度边的目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值;
当当前源点的所有出度边已遍历完成,采用当前源点所有出度边的目的顶点中满足第二预设约束条件的顶点更新当前源点,并删除待更新顶点集合中的当前源点;
当待更新顶点集合为非空集时,继续遍历当前源点的所有出度边,直至待更新顶点集合为空集,之后得到顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值。
进一步地,第一预设约束条件为当前出度边剩余带宽资源大于或等于需部署在出度边的虚拟链路所需要的带宽资源及当前源点的出度边的目的顶点属于待更新顶点集合。
进一步地,第二预设约束条件为可靠性值最大。
进一步地,第二预设约束条件为负载因子最小。
进一步地,负载因子的计算公式为:
其中,δ为负载因子;为顶点vi的剩余计算资源容量;为顶点vi的出度边;为顶点vi的出度边集合;为顶点vi的一条出度边的剩余带宽资源;为顶点vi到源点的路径上的所有带宽资源开销;VP为底层网络中的顶点集合。
进一步地,该服务功能链的虚拟网络功能部署方法还包括优化部署方案:
获取部署方案中服务功能链中带宽最小的链路,并计算带宽最小的链路至目的顶点总共包含的链路数目;
当链路数目大于零时,获取带宽最小的链路的目的虚拟网络功能至服务功能链的目的顶点间的所有虚拟网络功能组成功能集合;
判断服务功能链的目的顶点与最后一个虚拟网络功能之间以及功能集合中相邻两个虚拟网络功能之间是否存在转发节点;
若存在,则当转发节点的可用计算资源大于或等于邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能的所需要的计算资源,且邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能移动后,其所部署的位置到其上一个虚拟网络功能部署位置之间的所有链路的剩余带宽资源要大于或等于邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能与其上一个虚拟网络功能之间的虚拟链路的带宽需求时,将邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能部署在邻近服务功能链的目的顶点的转发节点上,并将链路数目减少一条;
当链路数目等于零时,输出优化后包括部署所有虚拟网络功能的顶点集、虚拟链路部署的路径集合、路径上转发节点的部署方案。
本发明的有益效果为:由于本发明在部署过程中主要考虑可靠性比较高的节点和链路来部署虚拟功能与链路,加之底层网络中的可靠性度量值都是小于1的正数,因此在寻找合适节点部署虚拟功能的时候找到的节点会尽可能靠近参考的源节点位置,这样在部署虚拟功能时会大大节约搜索路径的时间,从而降低整个服务请求的部署时间,提高部署效率。
本发明通过对大量实验数据的对比发现,由于本方案的方法在请求接受率以及网络负载均衡方面表现突出,因此在请求服务动态到达的过程中,其出现阻塞或者被拒绝的时间会比其他类似算法出现的时间晚。
本方案在部署虚拟网络功能时,由于综合考虑了网络中的负载情况,每一个网络服务请求在部署的过程中都是在保证满足可靠性要求的情况下尽可能地保证底层网络的负载均衡。因此,底层网络有更多的能力去容纳后面到来的服务请求,所以阻塞率也就越小。
在部署时,由于考虑到负载均衡,底层网络可以接收的请求服务增多,因此资源利用率自然也就升高了。伴随着资源利用率的升高,对于相同的底层网络,运营商的成本也就降低了,这样对于用户来说其获取相同的服务所需要支付的价格也会相应降低。
附图说明
图1为服务功能链的虚拟网络功能部署方法一个实施例的流程图。
图2为计算顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值的流程图。
图3为背景技术中描述的简单的NFV架构。
图4为VNF映射一个实例。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
参考图1,图1示出了服务功能链的虚拟网络功能部署方法一个实施例的流程图;如图1所示,该方法包括步骤101至步骤108。
在步骤101中,获取服务功能链和底层网络的拓扑图;图4中a是服务功能链,b是底层网络拓扑,如图4中a所示,一个服务功能链SFC请求包含一系列由虚拟链路串联起来的虚拟网络功能VNF,一个源节点s,一个目的节点t,以及连接这些节点和VNF的虚拟链路。
本发明采用SR=(NS,LS,s,t)来表示一个SFC请求,其中表示网络功能集合,|NS|表示请求中的功能数量。表示SFC的链路集合,|LS|表示请求服务中的链路数量。请求SR中的下标s和t分别表示请求的源点和目的节点,它们表示底层网络中的两个不同的节点,且这两个节点没有任何资源需求。
底层网络由分布在多个地理位置的不同的底层节点和连接这些节点的物理链路组成。底层网络包含路由器,交换机,服务器和物理链路。每个底层节点有一系列的服务功能,这些节点含有相应的资源属性,同样每条物理链路都具备相应的带宽资源容量等。在本发明中将底层网络图采用GP=(VP,EP)的数学表达式表示,其中底层网络模型采用现有GT-ITM的WaxMan2随机生成,其中表示底层网络节点集合,|VP|表示底层网络节点的数量; 表示底层网络中边(出度边)的集合,|EP|表示物理链路的数量。
在步骤102中,将服务功能链的源点和目的顶点部署于底层网络的相应节点上,并依次选取服务功能链中未部署的虚拟网络功能;图4中a示出的服务功能链,在初次进行服务功能链部署时,除了服务功能链的源点和目的顶点外,VNF1至VNF3均是未部署的虚拟网络功能。
在步骤103中,当当前虚拟网络功能不是服务功能链中的最后一个虚拟网络功能时,计算顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值。
在本发明的一个实施例中,计算顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值的计算方法200包括:
在步骤201中,获取顶点集合和当前源点,并使待更新顶点集合等于顶点集合;由于服务功能链的源点s和目的节点t在底层网络的相应节点部署好之后,在进行虚拟网络功能部署时,其初始时的当前源点即为服务功能链的源点。
在步骤202中,遍历当前源点的所有出度边,判断当前出度边剩余带宽资源及出度边的目的顶点是否均满足第一预设约束条件;如图4中b所示,节点A的出度边分别为AF、AE和AB,节点F、E和B分别为出度边AF、AE和AB的目的顶点。
实施时,本方案优选第一预设约束条件为当前出度边剩余带宽资源大于或等于需部署在出度边的虚拟链路所需要的带宽资源及当前源点的出度边的目的顶点属于待更新顶点集合。
在步骤203中,若满足,计算当前源点到服务功能链的源点的可靠性值、当前出度边的可靠性值和出度边的目的顶点的属性可靠性值三者的乘积作为第二计算值。
对于当前源点为服务功能链的源点时,当前源点到服务功能链的源点的可靠性值即为服务功能链的源点本身的属性可靠性值,该值是每个节点本身固有的一个可靠性值,其不会随着网络的更新而发生变化。
在步骤204中,当第二计算值同时大于当前出度边的目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值和用户期望达到的可靠性值时,采用第二计算值更新当前出度边的目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值。
对于第二计算值不满足上述条件时,则不更新相应出度边的目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值。
在步骤205中,当当前源点的所有出度边已遍历完成,采用当前源点所有出度边的目的顶点中满足第二预设约束条件的顶点更新当前源点,并删除待更新顶点集合中的当前源点。
实施时,本方案的第二预设约束条件可以为可靠性值最大,也可以为负载因子最小。
虚拟网络功能部署过程中引入的负载因子的计算公式为:
其中,δ为负载因子;为顶点vi的剩余计算资源容量;为顶点vi的出度边;为顶点vi的出度边集合;为顶点vi的一条出度边的剩余带宽资源;为顶点vi到源点的路径上的所有带宽资源开销;VP为底层网络中的顶点集合。
下面对本方案对第二预设约束条件的两种情况的效果进行说明:
假设在进行服务功能链进行部署时,用户要求的可靠性为0.90,参考图4中的b图,若是步骤101至步骤108中选用顶点中可靠性值最大的顶点更新当前源点,其最终形成的服务功能链路的部署路径为图4中的b图中的服务功能转发路径2(AECH)该部署方案的可靠性为0.97,资源开销是232。
若是在步骤101至步骤108中选用当前源点所有出度边的目的顶点中负载因子最小的顶点更新当前源点,其最终形成的服务功能链路的部署路径为图4中的b图中的服务功能转发路径1(AFGEDH),该部署方案的可靠性为0.94,资源开销是202。
由此可以看出,采用顶点中可靠性值最大的顶点更新当前源点进行虚拟网络功能的部署,对用户来而言,网络更流畅,会有更好的用户体验,对于网络运营商TSPs而言,其将会花费更高的CAPEX(资金开销)和OPEX(运营开销)。
采用当前源点所有出度边的目的顶点中负载因子最小的顶点更新当前源点这种方式是在满足用户期望达到的可靠性值的前提下再引入负载因子,负载因子最小可以使每个顶点的负载更均衡,能在保证用户可靠性需求的前提下适当地降低网络服务的可靠性,会使底层网络负载更轻,底层网络将能够处理更多的请求,这样将会大大降低网络运营商TSPs的CAPEX(资金开销)和OPEX(运营开销),以提高资源利用率。
在步骤206中,当待更新顶点集合为非空集时,继续遍历当前源点的所有出度边,直至待更新顶点集合为空集,之后得到顶点集合中每个顶点(除了服务功能链的源点外,其他的每个顶点都为一条出度边的目的顶点,具体可参见图4中的b图)到服务功能链的源点的可靠性值。
在步骤104中,遍历顶点集合中的非目的顶点,当非目的顶点满足预设约束时,则采用顶点到服务功能链的源点的可靠性值更新其顶点预设可靠性值。
本方案中的每个顶点都会有一个顶点预设可靠性值,每个顶点的顶点预设可靠性值可能会存在差异,且本方案在对每一个虚拟网络功能进行部署时,顶点预设可靠性值均会初始化。
实施时,本方案优选预设约束为非目的顶点的计算容量大于或等于网络虚拟功能所需的计算容量,且非目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值大于其顶点预设可靠性值。
在步骤105中,当顶点集合中所有非目的顶点已遍历完时,则选取所有非目的顶点中最大的顶点预设可靠性值对应的非目的顶点部署当前虚拟网络功能,并删除顶点集合中的最大的顶点预设可靠性值对应的非目的顶点。
在步骤106中,当当前虚拟网络功能为服务功能链中的最后一个虚拟网络功能时,计算顶点集合中当前顶点到目的顶点的可靠性值与当前顶点到服务功能链的源点的可靠性值的乘积作为当前顶点的第一计算值。
此处的顶点集合中当前顶点到目的顶点的可靠性值为当前顶点到目的顶点之间链路上的所有出度边与链路上的所有顶点的属性可靠性值的乘积。
在步骤107中,遍历顶点集合中的所有顶点,当顶点满足设定条件时,则采用当前顶点的第一计算值与当前顶点的属性可靠性值的比值更新当前顶点的设定阈值。
此处的设定阈值与步骤104中提到的顶点预设可靠性值的设置方式大体相同,即本方案中的每个顶点都会有一个设定阈值,每个顶点的顶点设定阈值可能会存在差异,且本方案在对每一个虚拟网络功能进行部署时,顶点设定阈值均会初始化;不过设定阈值与顶点预设可靠性值的初始值可以设置成相同的参数。
实施时,本方案优选设定条件为顶点的计算容量大于或等于网络虚拟功能所需的计算容量,且第一计算值与顶点的属性可靠性值的比值大于或等于设定阈值。
在步骤108中,当顶点集合中所有顶点已遍历完时,则选取所有顶点中最大的设定阈值所对应的顶点部署最后一个虚拟网络功能,并输出包括部署所有虚拟网络功能的顶点集、虚拟链路部署的路径集合、路径上转发节点的部署方案。
采用本方案步骤101中至步骤108进行的网络部署,综合考虑了网络服务的可靠性及网络运营商TSPs的CAPEX(资金开销)和OPEX(运营开销),不过形成的部署方案中,有些虚拟链路上存在一些转发节点,转发节点的存在也会影响网络运营商TSPs的CAPEX(资金开销)和OPEX(运营开销)。
为了进一步降低网络运营商TSPs的CAPEX(资金开销)和OPEX(运营开销),实施时,本方案优选服务功能链的虚拟网络功能部署方法还包括对步骤101至步骤108形成的部署方案进行优化,其具体优化方法300包括:
在步骤301中,获取部署方案中服务功能链中带宽最小的链路,并计算带宽最小的链路至目的顶点总共包含的链路数目;
在步骤302中,当链路数目大于零时,获取带宽最小的链路的目的虚拟网络功能至服务功能链的目的顶点间的所有虚拟网络功能组成功能集合;
在步骤303中,判断服务功能链的目的顶点与最后一个虚拟网络功能之间以及功能集合中相邻两个虚拟网络功能之间是否存在转发节点;
在步骤304中,若存在,则当转发节点的可用计算资源大于或等于邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能的所需要的计算资源,且邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能移动后,其所部署的位置到其上一个虚拟网络功能部署位置之间的所有链路的剩余带宽资源要大于或等于邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能与其上一个虚拟网络功能之间的虚拟链路的带宽需求时,将邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能部署在邻近服务功能链的目的顶点的转发节点上,并将链路数目减少一条。
在步骤305中,当链路数目等于零时,输出优化后包括部署所有虚拟网络功能的顶点集、虚拟链路部署的路径集合、路径上转发节点的部署方案。
下面参考图4,结合具体的实例,对部署方案进行优化方法进行详细地说明:
如图4中a图所示,假设VNF1至VNF2的虚拟链路上的带宽为5,VNF2至VNF3的虚拟链路上的带宽为15,VNF3至目的顶点t的虚拟链路上的带宽为20,采用步骤101至步骤108的部署方法形成的部署方案为图4中b图的服务功能转发路径1(AFGEDH),VNF1部署于节点F上,VNF2部署于节点G上,VNF3部署于节点E上。
由虚拟链路上的带宽可以得出VNF1至VNF2的虚拟链路上的带宽最小,带宽最小的链路至目的顶点总共包含虚拟链路则有VNF1至VNF2,VNF2至VNF3,VNF3至目的顶点t,链路数目位3条。
带宽最小的链路的目的虚拟网络功能至服务功能链的目的顶点间的所有虚拟网络功能组成功能集合功能集合有VNF2和VNF3。采用步骤303的方式发现VNF3至目的顶点t之间存在一个转发节点D,此时需要判断转发节点D的可用计算资源是否大于或等于VNF3所需要的计算资源,且VNF3移动后,其所部署的位置D到其上一个虚拟网络功能VNF2部署位置之间的所有链路(GED)的剩余带宽资源要是否大于或等于VNF3与其上一个VNF2的虚拟链路的带宽需求,若是上面的两个条件均满足,则将VNF3部署在节点D上,并将链路数目减一。
对于功能集合中相邻两个虚拟网络功能之间是否存在转发节点采用上述相同的方式进行虚拟网络功能重新部署,也可以先部署了最后一个虚拟网络功能后,在部署其他的虚拟网络功能。
假设所有转发节点都满足304中的两个条件,那么最终通过步骤301至步骤305优化后的部署方案为:VNF1部署于节点F上,VNF2部署于节点E上,VNF3部署于节点D上。
通过这种方式对部署方案进行优化后,该实例可以节约15个带宽,大幅度降低了网络运营商TSPs的CAPEX(资金开销)和OPEX(运营开销)。
下面对本方案涉及的服务功能链的虚拟网络功能部署方法的部分应用场景及效果进行说明:
本方案设计的部署方法可以部署在SDN网络中,以实现网络服务请求的可靠性部署,并节约网络运营商的资源成本,它将控制功能从网络交换设备中分离出来,将其移入逻辑上独立的控制环境——网络控制系统之中,其中SDN网络基于OpenFlow协议传输报文。该网络控制系统可在通用的服务器上运行,任何用户可随时、直接进行控制功能编程。因此,控制功能既不再局限于路由器中,也不再局限于只有设备的生产厂商才能够编程和定义。
将本方案设计的部署方法部署在SDN网络中后,SDN有助于实现网络的虚拟化,从而实现了网络的计算和存储资源的整合,最终使得只要通过一些简单的软件工具组合,就能实现对整个网络的控制和管理。这是SDN网络的众多优势之一,也是决定可以用它实现多虚拟机在多数据中心之间迁移的关键因素。
网络运营商还可以将本方案提供的虚拟网络功能部署方法部署在SDN的控制路由器中的控制层上,SDN控制路由器可以调度自身带有的控制管理功能收集整个底层网络的信息,获取网络中的所有节点以及链路资源的情况,以及节点之间的连接拓扑情况,通过这种集中式的控制方式该路由器就可以获取全网的托拓扑以及相应的资源信息。
当有多个来自用户的网络服务请求在相同或不同时间到来时,SDN控制器可以根据自己掌握的全网信息,调度部署在该控制器上的资源有效地可靠性感知的部署算法,计算出部署所需要的部署时间,服务请求在网络中的响应时间,服务请求在全网中的资源使用情况,服务请求的接受率等关键参数,并反馈给网络运营商。
综上所述,本方案提供的服务功能链的虚拟网络功能部署方法具有部署阻塞率低、资源利用率高、部署效率高、出现阻塞的时间晚和应用场景广等优点。

Claims (9)

1.一种服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,包括:
获取服务功能链和底层网络的拓扑图;
将服务功能链的源点和目的顶点部署于底层网络的相应节点上,并依次选取服务功能链中未部署的虚拟网络功能;
当当前虚拟网络功能不是服务功能链中的最后一个虚拟网络功能时,计算顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值;
遍历顶点集合中的非目的顶点,当非目的顶点满足预设约束时,则采用顶点到服务功能链的源点的可靠性值更新其顶点预设可靠性值;
当顶点集合中所有非目的顶点已遍历完时,则选取所有非目的顶点中最大的顶点预设可靠性值对应的非目的顶点部署当前虚拟网络功能,并删除顶点集合中的最大的顶点预设可靠性值对应的非目的顶点;
当当前虚拟网络功能为服务功能链中的最后一个虚拟网络功能时,计算顶点集合中当前顶点到目的顶点的可靠性值与当前顶点到服务功能链的源点的可靠性值的乘积作为当前顶点的第一计算值;
遍历顶点集合中的所有顶点,当顶点满足设定条件时,则采用当前顶点的第一计算值与当前顶点的属性可靠性值的比值更新当前顶点的设定阈值;
当顶点集合中所有顶点已遍历完时,则选取所有顶点中最大的设定阈值所对应的顶点部署最后一个虚拟网络功能,并输出包括部署所有虚拟网络功能的顶点集、虚拟链路部署的路径集合、路径上转发节点的部署方案。
2.根据权利要求1所述的服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,所述预设约束为非目的顶点的计算容量大于或等于网络虚拟功能所需的计算容量,且非目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值大于其顶点预设可靠性值。
3.根据权利要求1所述的服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,所述设定条件为顶点的计算容量大于或等于网络虚拟功能所需的计算容量,且第一计算值与顶点的属性可靠性值的比值大于或等于设定阈值。
4.根据权利要求1所述的服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,所述计算顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值的计算方法包括:
获取顶点集合和当前源点,并使待更新顶点集合等于顶点集合;
遍历当前源点的所有出度边,判断当前出度边剩余带宽资源及出度边的目的顶点是否均满足第一预设约束条件;
若满足,计算当前源点到服务功能链的源点的可靠性值、当前出度边的可靠性值和出度边的目的顶点的属性可靠性值三者的乘积作为第二计算值;
当所述第二计算值同时大于当前出度边的目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值和用户期望达到的可靠性值时,采用第二计算值更新当前出度边的目的顶点到服务功能链的源点的可靠性值;
当当前源点的所有出度边已遍历完成,采用当前源点所有出度边的目的顶点中满足第二预设约束条件的顶点更新当前源点,并删除待更新顶点集合中的当前源点;
当待更新顶点集合为非空集时,继续遍历当前源点的所有出度边,直至待更新顶点集合为空集,之后得到顶点集合中每个顶点到服务功能链的源点的可靠性值。
5.根据权利要求4所述的服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,所述第一预设约束条件为当前出度边剩余带宽资源大于或等于需部署在所述出度边的虚拟链路所需要的带宽资源及当前源点的出度边的目的顶点属于待更新顶点集合。
6.根据权利要求4所述的服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,所述第二预设约束条件为可靠性值最大。
7.根据权利要求4所述的服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,所述第二预设约束条件为负载因子最小。
8.根据权利要求7所述的服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,所述负载因子的计算公式为:
其中,δ为负载因子;为顶点vi的剩余计算资源容量;为顶点vi的出度边;为顶点vi的出度边集合;为顶点vi的一条出度边的剩余带宽资源;为顶点vi到源点的路径上的所有带宽资源开销;VP为底层网络中的顶点集合。
9.根据权利要求1所述的服务功能链的虚拟网络功能部署方法,其特征在于,还包括优化所述部署方案:
获取部署方案中服务功能链中带宽最小的链路,并计算带宽最小的链路至目的顶点总共包含的链路数目;
当链路数目大于零时,获取带宽最小的链路的目的虚拟网络功能至服务功能链的目的顶点间的所有虚拟网络功能组成功能集合;
判断服务功能链的目的顶点与最后一个虚拟网络功能之间以及功能集合中相邻两个虚拟网络功能之间是否存在转发节点;
若存在,则当转发节点的可用计算资源大于或等于邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能的所需要的计算资源,且邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能移动后,其所部署的位置到其上一个虚拟网络功能部署位置之间的所有链路的剩余带宽资源要大于或等于邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能与其上一个虚拟网络功能之间的虚拟链路的带宽需求时,将邻近服务功能链的目的顶点的虚拟网络功能部署在邻近服务功能链的目的顶点的转发节点上,并将链路数目减少一条;
当链路数目等于零时,输出优化后包括部署所有虚拟网络功能的顶点集、虚拟链路部署的路径集合、路径上转发节点的部署方案。
CN201711153260.2A 2017-11-20 2017-11-20 服务功能链的虚拟网络功能部署方法 Expired - Fee Related CN107666412B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711153260.2A CN107666412B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 服务功能链的虚拟网络功能部署方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711153260.2A CN107666412B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 服务功能链的虚拟网络功能部署方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107666412A CN107666412A (zh) 2018-02-06
CN107666412B true CN107666412B (zh) 2019-07-02

Family

ID=61144348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711153260.2A Expired - Fee Related CN107666412B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 服务功能链的虚拟网络功能部署方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107666412B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108400940B (zh) * 2018-02-27 2019-11-05 西南交通大学 一种基于分布估计算法的组播虚拟网络功能部署方法
CN108684046B (zh) * 2018-04-23 2021-07-06 重庆邮电大学 一种基于随机学习的接入网服务功能链部署方法
CN108616425B (zh) * 2018-04-28 2021-06-01 电子科技大学 一种服务功能链级联失效风险的缓解方法
CN108737261B (zh) * 2018-05-10 2020-03-17 电子科技大学 一种两阶段的虚拟网络功能转发图设计方法
CN108494685B (zh) * 2018-06-05 2020-07-31 中国人民解放军国防科技大学 服务链在多播路由中的最优嵌入方法
CN108880895B (zh) * 2018-06-28 2021-04-23 重庆邮电大学 基于用户流传输开销优化的sdn联合路由选择及网络功能部署方法
CN109379230B (zh) * 2018-11-08 2020-05-22 电子科技大学 一种基于广度优先搜索的服务功能链部署方法
CN109831346B (zh) * 2019-03-29 2020-04-07 电子科技大学 网络功能虚拟化环境下服务功能链的部署方法
CN110311862B (zh) * 2019-06-14 2020-09-25 北京邮电大学 一种服务链映射方法及装置
CN110311816B (zh) * 2019-06-28 2021-08-13 上海交通大学 一种nfv环境下vnf共址干扰感知的vnf放置方法
CN111193604B (zh) * 2019-08-23 2021-08-17 腾讯科技(深圳)有限公司 虚拟网络功能链的部署方法、装置、设备及存储介质
CN111147307B (zh) * 2019-12-30 2022-04-29 重庆邮电大学 基于深度强化学习的服务功能链可靠部署方法
CN112087329B (zh) * 2020-08-27 2022-06-07 重庆大学 一种网络服务功能链部署方法
CN113395334B (zh) * 2021-05-31 2022-12-13 河南信大网御科技有限公司 服务功能链在线更新方法、系统及设备
CN113923129B (zh) * 2021-09-08 2023-08-29 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 基于数据驱动的vnf需求预测方法及系统
CN114944985B (zh) * 2022-05-11 2023-11-24 重庆大学 一种资源异构环境下面向可靠性的服务功能链备份方法
CN119363609A (zh) * 2024-10-21 2025-01-24 深圳艾灵网络有限公司 一种服务功能链部署方法、装置及设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104579732A (zh) * 2013-10-21 2015-04-29 华为技术有限公司 虚拟化网络功能网元的管理方法、装置和系统
CN105141617A (zh) * 2015-09-14 2015-12-09 上海华为技术有限公司 一种数据中心间服务功能体的部署调整方法及装置
WO2016186605A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-24 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Composition constraints for network policies
CN106411678A (zh) * 2016-09-08 2017-02-15 清华大学 带宽保障的虚拟网络功能部署方法
CN106452930A (zh) * 2016-12-16 2017-02-22 北京邮电大学 一种基于探测的服务功能链的故障诊断方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104579732A (zh) * 2013-10-21 2015-04-29 华为技术有限公司 虚拟化网络功能网元的管理方法、装置和系统
WO2016186605A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-24 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Composition constraints for network policies
CN105141617A (zh) * 2015-09-14 2015-12-09 上海华为技术有限公司 一种数据中心间服务功能体的部署调整方法及装置
CN106411678A (zh) * 2016-09-08 2017-02-15 清华大学 带宽保障的虚拟网络功能部署方法
CN106452930A (zh) * 2016-12-16 2017-02-22 北京邮电大学 一种基于探测的服务功能链的故障诊断方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NFV业务链资源分配技术;唐宏,罗雨佳;《运营技术广角》;20141231;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107666412A (zh) 2018-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107666412B (zh) 服务功能链的虚拟网络功能部署方法
Hong et al. Achieving high utilization with software-driven WAN
CN107094115B (zh) 一种基于sdn的蚁群优化负载均衡路由算法
CN105227481B (zh) 基于路径开销和流调度代价最小化的sdn拥塞控制路由方法
CN109257287A (zh) 一种最短路径确定方法及控制器
CN108260169A (zh) 一种基于QoS保障的服务功能链动态部署方法
Zhao et al. PLOFR: An online flow route framework for power saving and load balance in SDN
CN107682203B (zh) 一种基于服务链的安全功能部署方法
CN106411770A (zh) 一种基于sdn架构的数据中心网络节能路由算法
CN108566659A (zh) 一种基于可靠性的5g网络切片在线映射方法
CN103346979B (zh) 一种spbm网络中的流量分配方法及设备
CN101841487A (zh) 聚合链路服务流的配置方法及包交换装置
CN108718246B (zh) 一种面向网络功能虚拟化的资源调度方法和系统
CN109412963B (zh) 一种基于流拆分的服务功能链部署方法
CN106817306B (zh) 一种确定目标路由的方法及装置
CN105847146B (zh) 一种提高层次分布式sdn控制平面路由效率的方法
CN110535705A (zh) 一种自适应用户时延要求的服务功能链构建方法
Li et al. Redundancy-guaranteed and receiving-constrained disaster backup in cloud data center network
CN110061859A (zh) 一种基于用户生存性条件约束下的sdn控制器部署方法
CN105553855A (zh) 动态调整底层网络生成树拓扑结构的方法及系统
Landi et al. A Network Control Plane architecture for on-demand co-provisioning of optical network and IT services
CN109587058A (zh) 一种流量工程路径的选择方法及装置
CN115834408B (zh) 一种面向虚拟tsn网络的多优先级服务功能链部署方法
CN115714724B (zh) 基于服务功能链映射的5g网络资源管控方法
CN109286563B (zh) 一种数据传输的控制方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190702

Termination date: 20201120

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee