基于NFV的網(wǎng)絡(luò)中虛擬服務(wù)功能鏈的部署和遷移.pdf

1、隨著通信網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，用戶數(shù)量以及用戶對業(yè)務(wù)的流量需求也急劇增加，但網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)垂直且封閉以及電信業(yè)務(wù)總量與收入不匹配等諸多問題使得當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)面臨著巨大挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization, NFV)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展極大推進(jìn)了通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)，在基于NFV技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)功能將不再依賴于專用的硬件設(shè)備，而是通過軟件技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)，從而部署在商用的硬件平臺上。服務(wù)功能鏈(Ser

2、vice Function Chain, SFC)的應(yīng)用作為NFV技術(shù)的一個(gè)重要用途，能夠靈活地管理特定服務(wù)以及應(yīng)用的流量，并且SFC支持網(wǎng)絡(luò)中細(xì)粒度和彈性的服務(wù)交付、服務(wù)功能的修改以及負(fù)載的移動，因此受到了國內(nèi)外研究界的廣泛關(guān)注。本文關(guān)注點(diǎn)就是在引入NFV技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中的虛擬服務(wù)功能鏈的部署和遷移問題。
　　在NFV網(wǎng)絡(luò)中，因物理資源本身的限制而可能產(chǎn)生資源碎片，造成網(wǎng)絡(luò)中資源總量足夠，但每臺主機(jī)上資源不足而無法部署服務(wù)功能鏈，降

3、低網(wǎng)絡(luò)中可部署的服務(wù)功能鏈的數(shù)目。因此針對上述問題，我們以最大化資源受限的網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)的SFCs的數(shù)目為目標(biāo)，在滿足網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請求端到端時(shí)延要求的前提下，建立了數(shù)學(xué)模型，提出基于貪心算法的虛擬服務(wù)功能鏈的部署方案并進(jìn)行仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明該部署方案能夠有效的保證最大化資源受限的網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)的SFCs的數(shù)目，在充分的利用網(wǎng)絡(luò)中物理主機(jī)和物理交換機(jī)的資源的同時(shí)也達(dá)到了兼顧網(wǎng)絡(luò)性能的目的。
　　接下來，出于用戶的移動性以及網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載均衡的考慮，

4、實(shí)現(xiàn)資源的有效分配和網(wǎng)絡(luò)的靈活性，研究虛擬服務(wù)功能鏈的遷移工作是十分必要的，但目前關(guān)于虛擬SFC的遷移的工作并不多。本文中特別考慮了實(shí)際網(wǎng)絡(luò)功能的特性，針對SFCs的遷移重配置問題，將網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)中資源的合理利用這兩個(gè)重要因素納入考察，建立了數(shù)學(xué)模型，提出一種面向時(shí)延優(yōu)化的服務(wù)功能鏈重配置策略，即基于改進(jìn)遺傳算法的SFCs遷移重配置方案，進(jìn)行仿真驗(yàn)證。通過與基于貪心的遷移重配置算法以及隨機(jī)遷移重配置算法等的對比，說明了基于改進(jìn)遺傳算法