威尼斯人棋牌-威尼斯欢乐娱人城-首页

一种服务功能链的动态部署方法、装置及计算机设备与流程

文档序号:24897660发布日期:2021-04-30 16:02
一种服务功能链的动态部署方法、装置及计算机设备与流程
本发明涉及移动通信
技术领域
,具体涉及一种服务功能链的动态部署方法、装置及计算机设备。
背景技术
:随着智能终端等各种新型移动终端的广泛使用和互联网技术的迅速发展,移动数据传输量迅速增长。由于僵化封闭的网络架构,传统网络已经无法灵活配置网络部署方式,使得传统网络无法满足用户对移动网络的需求。此外,随着增强现实、智能交通等改变人们生活模式的应用愈来愈多,且上述应用对系统吞吐量、端到端时延及网络可靠性等多方面的性能也有较高的要求,因此,网络切片技术应运而生。5g网络切片技术可以快速部署和集中管理无线虚拟网络中的资源。它主要是借助App定义网络(softwaredefinednetwork,sdn)和网络功能虚拟化(networkfunctionvirtualization,nfv)技术,将底层的基础设施通过资源重组来形成各式各样的网络切片,也就是采用nfv技术和sdn技术将有限的物理资源形成逻辑上相互独立的虚拟网络资源,将虚拟网络功能(virtualizednetworkfunction,vnf)根据特定规则编排,构成与用户业务相对应的服务功能链(servicefunctionchain,sfc)进而在不同网络切片下为用户提供特定服务。但是,现有的虚拟网络功能部署技术,仅仅考虑了资源利用率的最大化,而导致部署虚拟网络功能的时延较长及可靠性较差,影响用户的体验。技术实现要素:有鉴于此,本发明实施例提供了一种服务功能链的动态部署方法、装置及计算机设备,以解决现有的虚拟网络功能部署技术,仅考虑了资源利用率的最大化,而导致部署虚拟网络功能的时延较长及可靠性较差,影响用户体验的问题。根据第一方面,本发明实施例提供了一种服务功能链的动态部署方法,包括:获取目标服务功能链,及物理网络的拓扑结构,所述物理网络用于提供所述目标服务功能链所需的网络资源;获取所述目标服务功能链中的多个虚拟网络功能及多条虚拟链路,并获取所述物理网络的拓扑结构中的多个物理节点及多条物理链路;分别根据所述虚拟网络功能的位置信息及物理节点的位置信息,确定各虚拟网络功能的优先级及各物理节点的优先级;根据所述虚拟网络功能的优先级及所述物理节点的优先级,确定虚拟网络功能的目标部署方案;根据所述虚拟网络功能的目标部署方案,确定所有可能的映射路径;根据所述多个虚拟网络功能、多条虚拟链路、多个物理节点及多条物理链路建立将所述目标服务功能链部署于物理网络上的目标函数及目标约束条件;根据所述目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将所述目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径。结合第一方面,在第一方面第一实施方式中,所述分别根据所述虚拟网络功能的位置信息及物理节点的位置信息,确定各虚拟网络功能的优先级及各物理节点的优先级的过程,包括:根据所述虚拟网络功能的位置信息确定第一位置属性影响因子,所述虚拟网络功能的位置信息包括节点连接度、节点有效性及节点适应性;根据所述第一位置属性影响因子、预设阻尼系数及节点资源状态,确定虚拟网络功能的优先级。结合第一方面第一实施方式,在第一方面第二实施方式中,根据所述物理节点的位置信息,分别确定各物理节点的优先级的过程,包括:根据所述物理节点的位置信息确定第二位置属性影响因子,所述物理节点的位置信息包括节点连接度、节点有效性及节点适应性;根据所述第二位置属性影响因子、预设阻尼系数及节点资源状态,确定物理节点的优先级。结合第一方面或者第一方面第一实施方式,在第一方面第三实施方式中,通过以下公式,确定虚拟网络功能的优先级:ef(v)=w1*l(v)+w2*e(v)+w3*t(v),其中,ef(v)表示第一位置属性影响因子,w1表示第一熵权,w2表示第二熵权,w3表示第三熵权,l(v)表示节点连接度,e(v)表示节点有效性,t(v)表示节点适应性,au表示虚拟网络功能u的正常工作概率,av表示虚拟网络功能v的正常工作概率,r(u)表示虚拟网络功能的优先级,γ表示预设阻尼系数,表示节点资源状态,表示链路影响因素。结合第一方面或者第一方面第二实施方式,在第一方面第四实施方式中,通过以下公式,确定物理节点的优先级:ef(n)=w1*l(n)+w2*e(n)+w3*t(n),其中,ef(n)表示第二位置属性影响因子,w1表示第一熵权,w2表示第二熵权,w3表示第三熵权,l(n)表示节点连接度,e(n)表示节点有效性,t(n)表示节点适应性,am表示物理节点m的正常工作概率,an表示物理节点m的正常工作概率,r(m)表示物理节点的优先级,γ表示预设阻尼系数,表示节点资源状态,表示链路影响因素。结合第一方面,在第一方面第五实施方式中,所述根据所述目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将所述目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径,包括:根据所述约束条件,对所有可能的映射路径进行初次筛选,生成初始路径集合;根据所述目标函数,对所述初始路径集合进行再次筛选,确定将所述目标服务功能链部署于物理网络上的最短路径,作为所述最优路径。结合第一方面或第一方面第五实施方式,在第一方面第六实施方式中,通过下述公式,得到所述目标函数:其中,tuv表示各虚拟链路的部署时延,cuv表示部署成本;ρ和γ表示两个调节因子。通过以下公式确定各虚拟链路的部署时延:其中,表示处理时延,表示传输时延;通过下述公式,确定所述处理时延:其中,表示每跳链路luv的处理时延,tmax表示链路的时延阈值,表示虚拟网络功能u与物理节点m之间的映射情况,若虚拟网络功能u映射至物理节点m时,则否则αi、βi表示线性函数系数,i∈i表示线性函数的数目;表示物理节点m的负载;表示虚拟网络功能的资源需求;表示物理节点的资源容量;通过下述公式,确定所述传输时延;其中,t′uv表示目标服务功能链中各虚拟链路的预设传输时延,表示链路二进制变量,如果虚拟链路luv映射到物理链路lmn上时,反之,则为0;通过以下公式,确定部署成本cuv:其中,表示虚拟网络单元中的虚拟网络功能u与物理节点m之间的映射情况,若虚拟网络功能u映射至物理节点m时,则否则同样的,当虚拟网络功能v映射于物理节点n时,则否则表示当虚拟网络功能u映射于物理节点m上时,物理节点m的租用价格;表示虚拟网络功能v映射于物理节点n上时,节点n的租用价格;cmn表示物理链路lmn上单位带宽的租用价格,cmax表示最大部署成本;表示虚拟链路luv的资源需求;通过以下公式,确定物理节点m的租用价格其中,rc表示物理节点m的剩余计算资源,τ为非零常数;通过以下公式,确定物理链路lmn上单位带宽的租用价格cmn:其中,rb表示物理链路lmn中的剩余带宽资源,ε为非零常数通过以下公式,确定虚拟链路luv的资源需求其中,lp表示预设包长,表示处理时延,表示虚拟功能链中vnf的资源需求。结合第一方面,在第一方面第七实施方式中,通过以下过程建立目标约束条件,包括:根据虚拟网络功能与物理节点的对应关系建立节点映射约束条件;根据所述目标服务功能链的资源需求及所述物理节点的资源量,建立资源约束条件;根据虚拟链路与物理链路建立链路映射约束条件;根据目标服务功能链的可靠性需求及物理链路的可靠性,建立可靠性约束条件;根据预设规则建立映射二进制变量约束条件。结合第一方面,在第一方面第八实施方式中,通过以下公式建立所述节点映射条件:通过以下公式建立资源约束条件:其中,表示物理链路容量;通过以下公式建立链路映射约束条件:通过以下公式建立可靠性约束条件:其中,r(luv)表示虚拟链路uv的可靠性需求,r(lmn)表示物理链路mn的可靠性需求,另外针对每一目标服务功能链,应保证其上的虚拟网络功能均能够映射到物理节点上,即:其中,表示第i种用户业务请求对应的虚拟功能服务链是否需要vnfu,若需要则通过以下公式,建立二进制变量约束条件:其中,为节点映射二进制变量,为链路映射二进制变量。结合第一方面或者第一方面任一实施方式,该方法还包括:根据所述最优路径,更新所述物理网络中对应物理节点的处理器容量资源和链路资源。根据第二方面,本发明实施例提供了一种服务功能链的动态部署装置,包括:第一获取模块,用于获取目标服务功能链,及物理网络的拓扑结构,所述物理网络用于提供所述目标服务功能链所需的网络资源;节点获取模块,用于获取所述目标服务功能链中的多个虚拟网络功能及多条虚拟链路,并获取所述物理网络的拓扑结构中的多个物理节点及多条物理链路;优先级确定模块,用于分别根据所述虚拟网络功能的位置信息及物理节点的位置信息,确定各虚拟网络功能的优先级及各物理节点的优先级;部署方案确定模块,用于根据所述虚拟网络功能的优先级及所述物理节点的优先级,确定虚拟网络功能的目标部署方案;映射路径确定模块,用于根据所述虚拟网络功能的目标部署方案,确定所有可能的映射路径;目标确定模块,用于根据所述多个虚拟网络功能、多条虚拟链路、多个物理节点及多条物理链路建立将所述目标服务功能链部署于物理网络上的目标函数及目标约束条件;最优路径确定模块,用于根据所述目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将所述目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径。根据第三方面,本发明实施例提供了一种计算机设备,包括:包括:至少一个处理器;及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述一个处理器实行的指令,所述指令被所述至少一个处理器实行,以使所述至少一个处理器实行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的服务功能链的动态部署方法的步骤。根据第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器实行时实现第二方面或者第二方面的任意一种实施方式中所述的服务功能链的动态部署方法的步骤。本发明技术方案,具有如下优点:本发明提供的一种服务功能链的动态部署方法、装置及计算机设备,其中,该方法包括:获取目标服务功能链,及物理网络的拓扑结构,物理网络用于提供目标服务功能链所需的网络资源;获取目标服务功能链中的多个虚拟网络功能及多条虚拟链路,并获取物理网络的拓扑结构中的多个物理节点及多条物理链路;分别根据虚拟网络功能的位置信息及物理节点的位置信息,确定各虚拟网络功能的优先级及各物理节点的优先级;根据虚拟网络功能的优先级及物理节点的优先级,确定虚拟网络功能的目标部署方案;根据虚拟网络功能的目标部署方案,确定所有可能的映射路径;根据多个虚拟网络功能、多条虚拟链路、多个物理节点及多条物理链路建立将目标服务功能链部署于物理网络上的目标函数及目标约束条件;根据目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径。通过实施本发明,结合物理网络上的多个物理节点及目标服务功能链,确定所有可能的映射路径,继而根据目标约束条件及目标函数,确定最优路径,可以实现在时延较低且可满足可靠性要求的条件下,以较低的部署成本部署虚拟网络功能,满足不同组用户的业务需求,提高用户的体验。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地先容,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中服务功能链的动态部署方法的一个具体示例的流程图;图2为本发明实施例中服务功能链的动态部署方法中确定虚拟网络功能优先级的一个具体示例的流程图;图3为本发明实施例中服务功能链的动态部署方法中确定物理节点优先级的一个具体示例的流程图;图4为本发明实施例中服务功能链的动态部署方法中建立目标约束条件的一个具体示例的流程图;图5为本发明实施例中服务功能链的动态部署方法中端到端时延的仿真结果示意图;图6为本发明实施例中服务功能链的动态部署方法中平均部署成本的仿真结果示意图;图7为本发明实施例中服务功能链的动态部署方法中链路资源利用率的仿真结果示意图;图8为本发明实施例中服务功能链的动态部署方法中链路可靠性的仿真结果示意图;图9为本发明实施例中服务功能链的动态部署装置的一个具体示例的原理框图;图10为本发明实施例中计算机设备的一个具体示例图。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对优先级。此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。在实际应用场景中,可将网络功能虚拟化(networkfunctionvirtualization,nfv)技术与App定义网络(softwaredefinednetwork,sdn)相结合,将原本硬件设备专有的网络功能通过通用设备实现,对硬件设备进行虚拟化,抽象形成虚拟资源并进行集中管理,可以极大提高网络资源利用率,快速按需为用户进行业务部署;将不同种类的虚拟网络功能(virtualizednetworkfunction,vnf)按照特定的规则编排,构成与用户业务相对应的服务功能链,将vnf部署至不同的通用设备为用户提供服务。sfc是针对5g移动通信网络所提出的新型业务模式,基于nfv技术的软硬件解耦可使得sfc在不依赖底层物理网络拓扑的情况下调整虚拟资源,此时各种网络元件转换成独立的vnf,可以在物理机等通用设备上进行灵活部署,是实现5g网络切片的基础,因此5g网络切片下服务功能链中的vnf部署问题的研究是十分重要的。此外,在应用5g网络时,由于各大场景对端到端服务的时延要求很高,因此如何在有限的底层资源下保证通信服务的可靠性及尽可能地降低通信服务的时延极其重要。本发明实施例所涉及的内容可应用于5g网络场景下的服务功能链的部署场景中,端到端的服务功能链业务请求可以是由不同的vnf有序组成,根据它们的资源需求需要映射到底层网络(physicalnetwork,pn)进行服务。底层网络的基础设施由接入网和核心网两部分组成,接入网和核心网之间通过sdn网络连接。通过隔离,多个vnf可以在同一个底层节点上运行,互不影响。基于上述场景,本发明实施例提供了一种服务功能链的动态部署方法、装置及计算机设备,目的是能够在低时延高可靠的情况下,以较低的成本部署vnf。本发明实施例提供了一种服务功能链的动态部署方法,如图1所示,包括:步骤s11:获取目标服务功能链及物理网络的拓扑结构;物理网络用于提供目标服务功能链所需的网络资源;在本实施例中,目标服务功能链可以是承载有多个虚拟网络功能的服务链,实际上目标服务功能链可承载有多个业务需求;物理网络可以是底层网络,底层网络上包括多条底层链路及多个底层节点(物理节点);底层网络可以表示为一无向图,即gp=(np,lp),其中,np表示底层节点集合,每一个底层节点可以部署有多个虚拟网络功能;lp表示所有底层链路的集合;底层节点资源可以包括cpu资源、存储资源及磁盘资源等,主要为cpu资源;底层节点n的cpu容量可以表示为连接底层节点m和底层节点n的底层链路可以用lmn表示,其带宽为可靠性为r(lmn)。具体地,目标服务功能链可以用有向图表示,即gv=(nv,lv),其中,nv表示所有虚拟网络功能的集合;lv表示连接vnf的所有虚拟链路的集合;每个服务功能链存在多个虚拟网络功能,上述多个虚拟网络功能有序排列;具体地,可以定义一个二进制变量来表示虚拟链路是否与底层链路映射,二进制变量表示为含义为虚拟链路luv是否映射到物理链路lmn,虚拟链路映射到底层链路后的时延为tuv,表示虚拟链路luv所需要的网络资源,可以通过下述公式计算:其中,lp表示包长,表示处理时延,表示虚拟服务功能链中各个vnf的资源需求。步骤s12:获取目标服务功能链中的多个虚拟网络功能及多条虚拟链路,并获取物理网络的拓扑结构中的多个物理节点及多条物理链路;在本实施例中,目标服务功能链上多条虚拟链路及有序排列有多个vnf;底层网络的拓扑结构可以用无向图表示,上述底层网络上包括有多个物理节点及多条物理链路,可以为多个虚拟网络功能提供网络资源。步骤s13:分别根据虚拟网络功能的位置信息及物理节点的位置信息,确定各虚拟网络功能的优先级及各物理节点的优先级;在本实施例中,虚拟网络功能的位置信息可以包括虚拟网络功能的抗毁性及虚拟网络功能相邻链路的可靠性,虚拟网络功能的抗毁性,即虚拟节点的抗毁性与节点的连接度、有效性、适应性及可用度有关。其中,节点的连接度与节点相邻的链路总数决定;有效性由节点效率表示,也就是说,节点效率定义为与其他节点之间的距离的倒数,传输距离越短,节点效率就越高;节点可用度可以用节点正常工作概率表示,节点正常工作概率与正常运行时间、停机时间相关,即平均故障间隔时间和平均修复时间。同样的,物理节点的位置信息可以包括物理节点的抗毁性及相邻链路的可靠性,物理节点的抗毁性与物理节点的连接度、有效性、适应性及可用度有关。其中,节点的连接度与节点相邻的链路总数决定;有效性由节点效率表示,也就是说,节点效率定义为与其他节点之间的距离的倒数,传输距离越短,节点效率就越高;节点可用度可以用节点正常工作概率表示,节点正常工作概率与正常运行时间、停机时间相关,即平均故障间隔时间和平均修复时间。具体地,根据节点的抗毁性及相邻链路的可靠性确定节点位置属性影响因子,根据节点位置属性因子的大小确定各节点的优先级,也就是确定各节点的重要性。步骤s14:根据虚拟网络功能的优先级及物理节点的优先级,确定虚拟网络功能的目标部署方案。在本实施例中,虚拟网络功能的优先级可以表示在多个虚拟网络功能中各虚拟网络功能的重要性排序,物理节点的优先级可以表示在底层网络中各底层节点的重要性排序。根据虚拟网络功能的优先级排序及底层节点的优先级排序,可以确定多个虚拟网络功能与底层网络上的物理节点的目标部署方案。例如,目标服务功能链上可以有两个vnf,分别为第一vnf及第二vnf,且第一vnf的优先级高于第二vnf的优先级;底层网络上可以有两个物理节点,分别为a1节点及a2节点,a1节点的优先级可以高于a2节点的优先级;此时,确定的目标部署方案可以是第一vnf部署于a1节点上,第二vnf部署于第二vnf。结合各个虚拟网络功能的优先级及各个物理节点的优先级,也就是通过各个节点的得分结果进行vnf的部署。可以把得分值大的vnf部署到得分值大的物理节点上,且该物理节点必须满足虚拟网络功能的可靠性需求约束。步骤s15:根据虚拟网络功能的目标部署方案,确定所有可能的映射路径;在本实施例中,根据目标服务功能链上的各个虚拟网络功能与底层网络的目标部署方案。步骤s16:根据多个虚拟网络功能、多条虚拟链路、多个物理节点及多条物理链路建立将目标服务功能链部署于物理网络上目标函数及目标约束条件;在本实施例中,部署方案的指标可以包括时延、部署成本等参数,可以根据部署方案的时延表达式及部署成本表达式确定本发明实施例中的目标函数;目标约束条件可以包括节点映射约束条件、资源约束条件、链路映射约束条件、可靠性约束条件及二进制变量约束条件。步骤s17:根据目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径。在本实施例中,根据目标函数及多个目标约束条件对所有可能的映射路径进行筛选,确定最优路径,即确定将目标服务功能链上的多个虚拟网络功能部署于底层网络上的多个底层节点的部署方案对应的映射路径。具体地,在vnf部署后,也就是得到目标部署方案之后,进行链路的映射。优化目标(即目标函数)为最小化端到端时延,同时考虑了部署成本,继而在映射过程中寻找最短的时延路径,由于要同时保证部署成本,需要寻找一些相对最短的路径,最终选出满足时延最短路径;目标服务功能链部署到物理网络上,约束条件对虚拟功能映射和物理映射均有作用。本发明提供的一种服务功能链的动态部署方法,包括:获取目标服务功能链,及物理网络的拓扑结构,物理网络用于提供目标服务功能链所需的网络资源;获取目标服务功能链中的多个虚拟网络功能及多条虚拟链路,并获取物理网络的拓扑结构中的多个物理节点及多条物理链路;分别根据虚拟网络功能的位置信息及物理节点的位置信息,确定各虚拟网络功能的优先级及各物理节点的优先级;根据虚拟网络功能的优先级及物理节点的优先级,确定虚拟网络功能的目标部署方案;根据虚拟网络功能的目标部署方案,确定所有可能的映射路径;根据多个虚拟网络功能、多条虚拟链路、多个物理节点及多条物理链路建立将目标服务功能链部署于物理网络上的目标函数及目标约束条件;根据目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径。通过实施本发明,结合物理网络上的多个物理节点及目标服务功能链,确定所有可能的映射路径,继而根据目标约束条件及目标函数,确定最优路径,可以实现在时延较低且可满足可靠性要求的条件下,以较低的部署成本部署虚拟网络功能,满足不同组用户的业务需求,提高用户的体验。作为本发明一个可选实施方式,如图2所示,上述步骤s13,根据虚拟网络功能的位置信息,分别确定各虚拟网络功能的优先级的过程,包括:步骤s21:根据虚拟网络功能的位置信息确定第一位置属性影响因子,虚拟网络功能的位置信息包括链路可靠性及节点抗毁性,节点抗毁性包括节点连接度、节点有效性及节点适应性;在本实施例中,虚拟网络功能的节点连接度可以用l(v)表示,虚拟网络功能的节点有效性可以用e(v)表示,虚拟网络功能的节点适应性可以用t(v)表示。其中,节点连接度l(v)与目标节点相邻链路数量s(v)在量值上相等;节点有效性表示节点效率,即目标节点与其他节点之间的传输距离的倒数,当a节点与b节点之间的传输距离越短,节点效率越高,可以通过下述公式计算虚拟网络功能的节点有效性e(v):其中,d(u,v)表示节点u与节点v之间的传输距离。节点的适应性t(v)是指当节点m失效后,所有以最短路径通过m节点相连的其他节点为恢复与m相连的链路所增加通信距离的最小值,可通过下述公式计算:具体地,可以通过多个节点的节点连接度、节点有效性及节点适应性构建标准评价矩阵,如下所示:根据上述标准评价矩阵确定各评价指标的熵权,继而通过下述公式计算各虚拟网络功能的第一位置属性影响因子:ef(v)=w1*l(v)+w2*e(v)+w3*t(v),其中,w1表示第一熵权,w2表示第二熵权,w3表示第三熵权,l(v)表示节点连接度,e(v)表示节点有效性,t(v)表示节点适应性。步骤s22:根据第一位置属性影响因子、预设阻尼系数及节点资源状态,确定虚拟网络功能的优先级。在本实施例中,具体地,通过以下公式,确定虚拟网络功能的优先级:其中,ef(v)表示第一位置属性影响因子,au表示虚拟网络功能u的正常工作概率,av表示虚拟网络功能v的正常工作概率,r(u)表示虚拟网络功能的优先级,γ表示预设阻尼系数,表示节点资源状态,表示链路影响因素。具体地,节点的可用度表示目标节点正常工作的概率,可以根据目标节点的正常运行时间及停机时间确定,通过下述公式确定节点的可用度am:其中,mttf表示平均故障间隔时间,即正常运行时间;mttr表示平均修复时间,即停机时间;具体地,通过下述公式确定链路影响因素其中,λuv表示链路luv的失效率。本发明实施例的服务功能链的动态部署方法,结合各节点的优先级确定多种部署方案,将较高优先级的虚拟网络功能及底层节点相互对应,且要求底层节点可以满足虚拟网络功能的可靠性需求;当底层网络中的所有节点均无法满足目标服务功能链的需求时,底层网络可以拒绝该服务功能链的接入。在vnf部署成功后,进行链路的映射,根据最小化端到端时延和部署成本的优化目标,确定最短时延的映射路径。也就是说,首先需要保证映射的可靠性,确定多条相对最短的路径,即确定满足可靠性约束的时延最短路径;继而根据服务功能链中每条子链路的可靠性要求进行大小排序,选择可靠性要求较高的链路进行映射,进而删除所有不满足该sfc相应子链路需求的底层链路,减少了搜索空间,提高了映射效率;接着根据k-最短路径算法选出k条时延最短的路径,按照时延大小递增排序,最后选择满足该sfc的链路可靠性约束的时延最短路径,实现了在保证sfc的可靠性要求前提下的时延最小化。作为本发明一个可选实施方式,如图3所示,上述步骤s13,根据物理节点的位置信息,分别确定各物理节点的优先级的过程,包括:步骤s31:根据物理节点的位置信息确定第二位置属性影响因子,物理节点的位置信息包括节点连接度、节点有效性及节点适应性;详细过程可以参见上述实施例中步骤s21的描述,在此不再赘述。步骤s32:根据第二位置属性影响因子、预设阻尼系数及节点资源状态,确定物理节点的优先级。在本实施例中,通过以下公式,确定物理节点的优先级:ef(n)=w1*l(n)+w2*e(n)+w3*t(n),其中,ef(n)表示第二位置属性影响因子,w1表示第一熵权,w2表示第二熵权,w3表示第三熵权,l(n)表示节点连接度,e(n)表示节点有效性,t(n)表示节点适应性,am表示物理节点m的正常工作概率,an表示物理节点m的正常工作概率,r(m)表示物理节点的优先级,γ表示预设阻尼系数,表示节点资源状态,表示链路影响因素。作为本发明一个可选实施方式,上述步骤s17,根据目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径,包括:首先,根据约束条件,对所有可能的映射路径进行初次筛选,生成初始路径集合;在本实施例中,约束条件可以包括节点映射约束条件、资源约束条件、链路映射约束条件、可靠性约束条件及二进制变量约束条件。具体地,节点映射约束条件表示目标服务功能链上的每个vnf只能映射于底层网络上的一个底层节点上:资源约束条件表示映射到底层节点的服务功能链的网络资源需求需要小于底层网络上的底层节点和底层链路的资源限制;链路映射约束条件表示每条虚拟链路至少映射到一条或多条底层链路上;可靠性约束条件表示当服务功能链上的多个虚拟网络功能映射到底层网络时,需要满足服务功能链对链路可靠性的最小约束,以保证sfc映射成功的可能性;二进制变量约束条件表示节点映射二进制变量与链路映射二进制变量的取值范围为一或零。也就是说,根据设置的多个约束条件,将不满足各个约束条件的映射路径过滤。其次,根据目标函数,对初始路径集合进行再次筛选,确定将目标服务功能链部署于物理网络上的最短路径,作为最优路径。在本实施例中,根据目标函数,分别计算各个初始路径的时延与成本,将最小时延与最小成本的对应的路径确定为最优路径,也就是最优路径;按照最优路径对应的映射路径服务功能链上的多个虚拟网络功能部署于底层网络上。具体地,通过下述公式,得到目标函数:其中,tuv表示各虚拟链路的部署时延,cuv表示部署成本;ρ和γ表示两个调节因子。具体地,通过以下公式确定各虚拟链路的部署时延:其中,表示处理时延,表示传输时延;具体地,通过下述公式,确定处理时延:其中,表示每跳链路luv的处理时延,tmax表示链路的时延阈值,表示虚拟网络功能u与物理节点m之间的映射情况,若虚拟网络功能u映射至物理节点m时,则否则αi、βi表示线性函数系数,i∈i表示线性函数的数目;表示物理节点m的负载;表示虚拟网络功能的资源需求;表示物理节点的资源容量;通过下述公式,确定传输时延;其中,t′uv表示目标服务功能链中各虚拟链路的预设传输时延,表示链路二进制变量,如果虚拟链路luv映射到物理链路lmn上时,反之,则为0;通过以下公式,确定部署成本cuv:其中,表示虚拟网络单元中的虚拟网络功能u与物理节点m之间的映射情况,若虚拟网络功能u映射至物理节点m时,则否则同样的,当虚拟网络功能v映射于物理节点n时,则否则表示当虚拟网络功能u映射于物理节点m上时,物理节点m的租用价格;表示虚拟网络功能v映射于物理节点n上时,节点n的租用价格;cmn表示物理链路lmn上单位带宽的租用价格;cmax表示最大部署成本,表示虚拟链路luv的资源需求;通过以下公式,确定物理节点m的租用价格其中,rc表示物理节点m的剩余计算资源,τ为非零常数;通过以下公式,确定物理链路lmn上单位带宽的租用价格cmn:其中,rb表示物理链路lmn中的剩余带宽资源,ε为非零常数通过以下公式,确定虚拟链路luv的资源需求其中,lp表示预设包长,表示处理时延,表示虚拟功能链中vnf的资源需求。作为本发明一个可选实施方式,如图4所示,通过以下过程建立目标约束条件,包括:步骤s41:根据虚拟网络功能与物理节点的对应关系建立节点映射约束条件;在本实施例中,具体地,通过以下公式建立节点映射条件:步骤s42:根据目标服务功能链的资源需求及物理节点的资源量,建立资源约束条件;在本实施例中,通过以下公式建立资源约束条件:其中,表示物理链路容量。步骤s43:根据虚拟链路与物理链路建立链路映射约束条件;在本实施例中,通过以下公式建立链路映射约束条件:步骤s44:根据目标服务功能链的可靠性需求及物理链路的可靠性,建立可靠性约束条件;在本实施例中,通过以下公式建立可靠性约束条件:其中,r(luv)表示虚拟链路uv的可靠性需求,r(lmn)表示物理链路mn的可靠性需求,另外针对每一目标服务功能链,应保证其上的虚拟网络功能均能够映射到物理节点上,即:其中,表示第i种用户业务请求对应的虚拟功能服务链是否需要vnfu,若需要则步骤s45:根据预设规则建立映射二进制变量约束条件。在本实施例中,通过以下公式,建立二进制变量约束条件:其中,为节点映射二进制变量,为链路映射二进制变量。作为本发明一个可选实施方式,该动态部署方法,还包括:根据最优路径,更新物理网络中对应物理节点的处理器容量资源和链路资源。本发明实施例的服务功能链的动态部署方法,结合链路的资源状态部署服务功能链上的多个虚拟网络功能,协同部署阶段与映射阶段,降低了算法复杂性,同时也提高了底层资源的利用率。结合节点抗毁性和链路的可靠性,可以更准确地评价节点的重要性,提高了sfc部署成功的可能性,能够更加有效地实现节点负载均衡,同时减小处理时延,也从整体上保证了可靠性。以下,结合仿真结果对上述实施例的服务功能链的动态部署方法进行验证,本实施例的方法可以是dsfc算法,评价指标可以包括端到端时延、平均部署成本、链路利用率及链路的可靠性;对每次仿真结果可以多次求平均值,提高仿真的准确性;仿真参数的设置可以是如下表1所示:表1仿真参数参数值物理层链路带宽[30,100]mbps每跳vnf的数量[2,5]个链路带宽需求[25,35]mbps非零常数τ30非零常数ε20如图5所示,可以看出本发明实施例方法的服务功能链端到端时延较低,考虑了节点和链路容量的限制,实现了负载的均衡,从而降低了传输时延降低。而sfc-grc算法可以是现有算法,没有考虑节点抗毁性的影响,导致传输时延和处理时延过长。如图6所示,可以得到随着功能服务链请求个数的增加,时间平均部署成本起初也会迅速增加,但最终仍会趋于一个稳定值,dsfc算法的平均部署成本相对越小。图7和图8分别表示单位时间内不同服务功能链请求强度下不同算法的链路利用率和链路可靠性。从图中可以看出,本发明在vnf部署阶段就考虑到了对链路映射阶段的影响,提高了资源的利用率,也保证了服务功能链部署的可靠性。本发明实施例提供了一种服务功能链的动态部署装置,如图9所示,包括:第一获取模块61,用于获取目标服务功能链,及物理网络的拓扑结构,物理网络用于提供目标服务功能链所需的网络资源;详细实施内容可参见上述方法实施例中步骤s11的相关描述。节点获取模块62,用于获取目标服务功能链中的多个虚拟网络功能及多条虚拟链路,并获取物理网络的拓扑结构中的多个物理节点及多条物理链路;详细实施内容可参见上述方法实施例中步骤s12的相关描述。优先级确定模块63,用于分别根据虚拟网络功能的位置信息及物理节点的位置信息,确定各虚拟网络功能的优先级及各物理节点的优先级;详细实施内容可参见上述方法实施例中步骤s13的相关描述。部署方案确定模块64,用于根据虚拟网络功能的优先级及物理节点的优先级,确定虚拟网络功能的目标部署方案;详细实施内容可参见上述方法实施例中步骤s14的相关描述。映射路径确定模块65,用于根据虚拟网络功能的目标部署方案,确定所有可能的映射路径;详细实施内容可参见上述方法实施例中步骤s15的相关描述。目标确定模块66,用于根据多个虚拟网络功能、多条虚拟链路、多个物理节点及多条物理链路建立将目标服务功能链部署于物理网络上的目标函数及目标约束条件;详细实施内容可参见上述方法实施例中步骤s16的相关描述。最优路径确定模块67,用于根据目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径。详细实施内容可参见上述方法实施例中步骤s17的相关描述。本发明提供的一种服务功能链的动态部署装置,包括:第一获取模块61,用于获取目标服务功能链及物理网络的拓扑结构;节点获取模块62,用于获取目标服务功能链中的多个虚拟网络功能及多条虚拟链路,并获取物理网络的拓扑结构中的多个物理节点及多条物理链路优先级确定模块63,用于分别根据虚拟网络功能的位置信息及物理节点的位置信息,确定各虚拟网络功能的优先级及各物理节点的优先级;部署方案确定模块64,用于根据虚拟网络功能的优先级及物理节点的优先级,确定虚拟网络功能的目标部署方案;映射路径确定模块65,用于根据虚拟网络功能的目标部署方案,确定所有可能的映射路径;目标确定模块66,用于根据多个虚拟网络功能、多条虚拟链路、多个物理节点及多条物理链路建立将目标服务功能链部署于物理网络上的目标函数及目标约束条件;最优路径确定模块67,用于根据目标函数、目标约束条件及所有可能的映射路径确定将目标服务功能链部署于物理网络上的最优路径。通过实施本发明,结合物理网络上的多个物理节点及目标服务功能链,确定所有可能的映射路径,继而根据目标约束条件及目标函数,确定最优路径,可以实现在时延较低且可满足可靠性要求的条件下,以较低的部署成本部署虚拟网络功能,满足不同组用户的业务需求,提高用户的体验。本发明实施例还提供了一种计算机设备,如图10所示,该计算机设备可以包括处理器71和存储器72,其中处理器71和存储器72可以通过总线70或者其他方式连接,图10中以通过总线70连接为例。处理器71可以为中央处理器(centralprocessingunit,cpu)。处理器71还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray,fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片,或者上述各类芯片的组合。存储器72作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态App程序、非暂态计算机可实行程序及模块,如本发明实施例中的服务功能链的动态部署方法对应的程序指令/模块。处理器71通过运行存储在存储器72中的非暂态App程序、指令及模块,从而实行处理器的各种功能应用及数据处理,即实现上述方法实施例中的服务功能链的动态部署方法。存储器72可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储处理器71所创建的数据等。此外,存储器72可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中,存储器72可选包括相对于处理器71远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至处理器71。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。一个或者多个模块存储在存储器72中,当被处理器71实行时,实行如图1所示实施例中的服务功能链的动态部署方法。上述计算机设备具体细节可以对应参阅图1所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解,此处不再赘述。本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令用于使计算机实行如上述实施例中任意一项描述的服务功能链的动态部署方法,其中,存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory,rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory,ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive,缩写:hdd)或固态硬盘(solid-statedrive,ssd)等;存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。当前第1页1 2 3 
再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1

威尼斯人棋牌|威尼斯欢乐娱人城

XML 地图 | Sitemap 地图