基于NFV的網(wǎng)絡中虛擬服務功能鏈的部署和遷移.pdf

1、隨著通信網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展，用戶數(shù)量以及用戶對業(yè)務的流量需求也急劇增加，但網(wǎng)絡部署復雜、網(wǎng)絡架構垂直且封閉以及電信業(yè)務總量與收入不匹配等諸多問題使得當今的網(wǎng)絡面臨著巨大挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡功能虛擬化(Network Function Virtualization, NFV)技術的出現(xiàn)和發(fā)展極大推進了通信網(wǎng)絡架構的演進，在基于NFV技術的網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡功能將不再依賴于專用的硬件設備，而是通過軟件技術加以實現(xiàn)，從而部署在商用的硬件平臺上。服務功能鏈(Ser

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

3、低網(wǎng)絡中可部署的服務功能鏈的數(shù)目。因此針對上述問題，我們以最大化資源受限的網(wǎng)絡中服務的SFCs的數(shù)目為目標，在滿足網(wǎng)絡服務請求端到端時延要求的前提下，建立了數(shù)學模型，提出基于貪心算法的虛擬服務功能鏈的部署方案并進行仿真驗證，結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)絡中服務的SFCs的數(shù)目，在充分的利用網(wǎng)絡中物理主機和物理交換機的資源的同時也達到了兼顧網(wǎng)絡性能的目的。
　　接下來，出于用戶的移動性以及網(wǎng)絡中負載均衡的考慮，

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