網路功能虛擬化環境下服務功能鏈的最佳化部署

《網路功能虛擬化環境下服務功能鏈的最佳化部署》是依託電子科技大學,由孫罡擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：網路功能虛擬化環境下服務功能鏈的最佳化部署
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫罡

項目摘要

隨著網路功能虛擬化（NFV）標準化進程的推進，基於NFV的服務功能鏈（SFC）最佳化部署問題顯得日益迫切。本項目主要研究如何利用NFV的快速、靈活特性，在通用物理設備上經濟、高效的部署SFC並確保其電信級的可靠性要求。提出的高效的SFC映射機制，通過服務拆分和服務整合完成對SFC的拓撲重組，並通過聯合最佳化SFC拓撲重組和拓撲映射機制來協同考慮虛擬層的服務需求和物理層的資源容量，以最小化總資源成本。針對SFC端到端的平滑伸縮問題，提出彈性的SFC伸縮機制，其核心是通過預測機制來估計SFC的需求變化趨勢，採用變化感知的SFC部署方法以及精巧的遷移方案以減少資源的碎片化和確保伸縮方案的連續性。為解決面向通用設備的5個9高可靠性問題，提出電信級的SFC可靠性機制，其核心是通過故障建模和可靠性評估來引導SFC的可靠映射，以達到電信級可靠性保障。搭建實驗平台對所提的方法進行測試和驗證，使其符合實際套用。

結題摘要

作為網路虛擬化的重要組成部分，網路功能虛擬化的主要目的是簡化網路部署，利用基於行業標準的伺服器、存儲和網路設備代替昂貴的傳統專用網路設備來部署網路服務。本項目針對網路功能虛擬化環境中的網路服務功能鏈的最佳化部署問題展開了研究，主要完成了以下幾個方面的研究工作：（1）資源高效的服務功能鏈映射機制研究。提出了基於虛擬網路功能的拆分和組合的服務功能鏈部署算法、服務功能鏈拓撲重組和映射的聯合最佳化算法，有效的改善了服務功能鏈的部署成功率和物理網路的資源效率；提出了面向混合網路的服務功能鏈映射算法，有效解決了如何平衡多播和單播映射以達到較優的混合虛擬網路部署這一關鍵問題；針對服務功能鏈跨域部署這一難題，提出了不違背多域網路的隱私的高效部署算法。（2）彈性的服務功能鏈伸縮機制研究。針對資源需求統動態變化的虛擬網路請求，提出了實時的“自適應”映射算法，有效的避免了“過配置”並且降低了重配置成本；對網路虛擬化環境中的虛擬網路遷移問題進行了研究，實現了線上虛擬網路的高效遷移；針對雲/霧結合網路中用戶的移動特性，提出了基於同構服務功能鏈合併的部署算法，有效的改善了動態可擴展性。（3）網路服務功能鏈可靠性機制研究。考慮到用戶對於網路服務的質量（如可用性、端到端時延等）需求，提出了一種保證服務最大可靠性的服務功能鏈部署算法；針對 Workflow 型服務功能鏈的低延遲部署問題，提出了一種動態最小回響時間的 Workflow 服務功能鏈請求部署算法；服務功能鏈的可靠性與其部署路徑的條數息息相關，因此提出出了閉環反饋的長度約束的最短時延網路服務功能鏈部署方法。（4）實驗驗證平台設計與部署。該部分研究圍繞服務功能鏈的自動編排機制和部署平台展開，主要完成了服務功能鏈的編排架構設計、服務功能鏈的 QoS 機制和服務功能鏈的調整方案實現等方面的內容。基於實驗驗證平台對所所提算法的正確性和有效性進行了驗證。