软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）在5G中的应用

在本讲座中,介绍了SDN和NFV的基本概念和原理,并阐述了其在5G中的应用。

基于软件定义网络资源优化的虚拟网络功能部署策略

随着软件定义网络(Software Define Network,SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtual,NFV)技术的不断发展,防火墙、入侵检测等硬件中间件被动态部署在特定服务器上的虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)所替代。为了满足流量安全和性能策略,网络流请求通常需要经过特定的VNF序列,称为服务功能链(Service Function Chain,SFC),这使得VNF的动态部署问题成为目前软件定义网络中的一个研究热点。学术界提出了多种部署策略,但由于大部分是在单一资源约束条件下进行的部署研究,无法实现全局网络资源的负载均衡。文中提出了充分考虑全局网络资源的虚拟网络功能部署策略。首先,给出了网络模型的整体结构,并用整数线性规划模型对该问题进行数学建模,由于该问题是一个NP难问题,因此,设计了一个高效的启发式搜索算法(Heuristic Search Algorithm,HSA)来对原问题进行求解,该算法能够在满足全局网络资源的约束下高效地利用网络资源实现VNF的动态部署并实现负载均衡。实验仿真结果表明,该部署算法能够很好地降低负载均衡度,并提高流请求接收率。

云计算环境下的虚拟化网络资源管理与优化

文章详细探讨了虚拟化网络资源管理与优化的关键方法和技术。首先,综述虚拟化网络资源管理的基础概念,包括虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)、软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)以及网络隔离技术的实现原理和应用。其次,深入分析如何利用这些技术进行自动化配置与资源调度,以提升网络资源的使用效率和可靠性。最后,文章提出一系列策略,包括负载均衡、资源分配优化、快速恢复技术以及安全增强措施,旨在提升虚拟化网络环境中的资源利用效率和系统的可靠性。通过对虚拟化技术及核心应用的深入探讨,为云计算环境中的网络资源管理提供了实践指导和理论支持。

面向5G网络虚拟化技术的安全研究

在5G时代,使用SDN、NFV等虚拟化技术,在实现资源利用率提升、网络运营成本降低的同时,也面临着物理防御边界消失、系统暴露面加大、受攻击面广等更为复杂的虚拟化安全问题。在对SDN、NFV等5G虚拟化关键技术及安全风险进行分析基础上,提出了面向5G网络虚拟化技术的安全策略,有助于提升网络虚拟化技术安全水平,降低风险隐患。

软件定义网络及网络功能虚拟化技术发展趋势及运营商应用

自SDN(软件定义网络)技术出现以来,整个业界都在积极研究,不断探索和尝试,推进其商用进程。本项目调研分析SDN(软件定义网络)/NFV(网络功能虚拟化)技术发展演进线路及电信运营商主要的组网方式、采购模式及各场景下的引入策略,为引入后采购策略的影响研究奠定了基础,为采购支撑团队及相关采购专业实施对新技术发展进行了提前储备。

软件定义网及网络功能虚拟化在无线网中应用

网络快速发展促进网元普遍覆盖,无论是何种接入模式,都带来运营成本的增加。SDN(软件定义型网络)和NVF(网络功能虚拟化)是两种新型的网络架构,目的是通过虚拟化技术,运行在各网元如服务器、交换机、路由器、存储设备中,实现网元软硬件分离,实现控制平面和转发平面进行分离,实现可编程化控制。其商业价值,在于开通新业务的时间缩短、集中控制减少运维操作、业务调整时间缩短,总体降低运营成本。

网络功能虚拟化及其在轨道交通通信网络中的应用研究

软件化的出现意味着对网络设计和管理的重新思考,在铁路领域引入网络功能虚拟化具有挑战性,但其能够颠覆性地改进管理系统,并为下一代铁路通信网络铺平道路。网络功能虚拟化具有对资源的灵活共享和调配、能够提高资源利用率等优势。本文分析了网络功能虚拟化的原理和架构,重点阐述了网络功能虚拟化在轨道交通通信网络里的应用场景和关联技术,并探讨了网络功能虚拟化及其在轨道交通通信网络中应用潜在的机遇与挑战。

天地一体化网络关键技术研究综述

作为地面网络的补充和延伸,卫星网络有助于加速弥合区域间的数字鸿沟,扩展地面网络的覆盖和服务范围.然而卫星网络拓扑动态性高、传播时延大、星上计算能力和存储能力均受限,因此实现卫星网络与地面网络的有机融合,构建覆盖全球的天地一体化网络面临路由扩展性、传输稳定性等技术挑战.针对天地一体化网络的研究挑战,从网络架构、路由、传输和基于组播的内容分发等方面介绍了国内外的研究现状,并展望了天地一体化网络的发展趋势.

软件定义网络与网络功能虚拟化应用于卫星网络的现状与展望

传统的卫星网络依赖于封闭和规划的架构,无法灵活的应用于天地一体化网络中。因此,存在许多挑战,例如配置更新,新通信和网络技术引入,真正差异化服务提供,卫星网络设备互操作性以及卫星和地面网络的集成。在此背景下,本文对一种基于软件定义网络和网络功能虚拟化的空地一体化多层卫星通信网络进行了分析。此外,我们还讨论了网络管理的挑战和解决方案。提出了必要的网络管理工具,包括多层控制器架构,协作流量分类和效用最优网络虚拟化。最后,本文总结了软件定义网络和网络功能虚拟化应用在卫星网络的挑战和解决方案。

SDN中的虚拟化安全机制设计

本研究围绕SDN中的虚拟化安全机制展开探讨,首先,对SDN虚拟化安全需求进行细致分析,包括物理层、链路层和应用层的安全需求。随后提出基于身份认证与授权、安全策略管理、入侵检测与防御等方面的安全服务设计和网络隔离、数据加密、应用程序安全防护等方面的安全应用设计。针对安全管理需求,设计安全配置管理、安全漏洞管理、安全合规管理和安全审计与日志管理四个管理模块。通过本研究,展示SDN中虚拟化安全机制设计的重要性和必要性。

基于NFV与SDN高度融合的网络虚拟化体系解析

以软件为中心的网络虚拟化解决了物理网络面临的诸多困境,是一种全新的网络部署模式。网络功能虚拟化(Network Function virtualization,NFV)和软件定义网络(Software Defining Network,SDN)是网络虚拟化最重要的两个核心要素,它们高度融合、相互配合,构建起高效的虚拟网络架构。广播电视网络紧跟技术发展的潮流,在一些关键领域运用网络虚拟化,有效提高了行业的服务水平。对此,详细介绍网络虚拟化体系的市场需求、核心要素、体系结构以及在广电网络的实际应用。

面向网络功能虚拟化的高性能负载均衡机制

网络负载均衡器是实现网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)的重要功能组件,通过其准确的业务负载分担,运营商可以灵活、高效地实现业务能力增强和容量扩展.基于DPDK技术框架设计实现了面向NFV的高性能4层网络负载均衡机制及系统HVLB,能够灵活部署运行于主流虚拟化平台.HVLB整体采用软件定义网络(software defined networking,SDN)思想设计,实现调度策略制订和数据转发的有效分离.在转发端基于用户空间实现多核多队列高效数据处理架构,同时保证各处理队列间的数据访问隔离和任务处理均衡;在控制端基于网络链路和计算相结合的综合能力作为NF选择和转发策略的制订依据,在实施业务数据准确分发的基础上保障了网络性能.基于KVM的原型系统实验结果表明:与现有LVS系统相比,HVLB极大地提升了数据包处理与转发性能,并实现了64字节UDP数据包的线速转发.

网络功能虚拟化中的网络转发性能优化技术研究

网络功能虚拟化(NFV)采用软件转发技术实现,其网络转发性能受到各类运营商关注。重点分析了NFV技术中影响转发性能的关键因素,讨论了多项开源转发性能优化技术实现方法 ,提出了NFV中性能优化整体解决方案,最后测试验证了部分开源技术对转发性能的提升能力,为NFV技术推广提供了重要参考。

网络功能虚拟化NFV助推电信业变革

简述网络功能虚拟化NFV技术的提出,浅论NFV对电信网络及电信业的影响。

面向虚拟化网络环境的网络安全态势要素提取及安全态势预测应用

计算机与网络技术的发展,使得大部分行业已经进入深度的网络融合应用阶段。计算机网络的高性能和高效率在为人类社会带来福利的同时,也因网络安全问题给社会运转带来威胁。特别是随着诸如网络功能虚拟化(Network Functions Virtualization,NFV)、软件定义网络(Software Defined Network,SDN)等技术得以实施和应用的今天,迥异于传统物理网络结构的虚拟化网络,使得人们在应对网络安全问题时面临新的挑战,特别是在网络安全态势预测方面。基于此,针对NFV与SDN高度融合环境下的网络安全态势预测方案进行研究和探讨,构建编码网络模型,对该环境下的网络安全态势要素进行提取,并利用基于注意力机制的循环门控单元预测方法,建立网络模型,以实现网络安全态势预测。该方案弥补了传统网络安全态势预测方案在准确度、适应性等方面的不足,期望能够为网络安全态势预测的相关研究与应用提供帮助。

基于SDN和NFV融合的网络切片资源分配优化算法

软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)已经成为新一代网络体系结构的新范式。SDN和NFV可以有效地提高部署和管理服务功能链(Service Function Chains,SFCs)的灵活性。文中融合SDN和NFV,并应用到网络切片的资源优化中,为未来的5G三大业务场景实现定制服务的有效部署,提出了一种基于SDN和NFV的网络切片资源优化算法。首先针对5G uRLLC,eMBB,mMTC三大应用场景的不同业务需求,将底层的物理节点按照功能类型划分为三个虚拟子网的节点集合。然后根据不同应用场景的不同服务功能链的要求,分别对每一类的网络切片进行建模,形成混合整数线性规划的基于SDN和NFV的网络切片的数学模型,并提出了基于拉格朗日对偶分解的算法,将网络切片的数学模型转换为节点和链路的子问题,再对分解的子问题进行映射方案的求解。仿真结果表明,与以往算法相比,文中提出的算法在资源利用率、接受率、平均执行时间方面具有更好性能。

虚拟化网络功能测量问题研究

文章列举用于优化资源消耗和性能的KCI(关键胜任能力指标),描述VNF的KPI(关键性能指标),分析可通过测量来评估的弹性行为特征和VNF弹性的典型可靠性测量指标,说明VNF自动扩展技术的实例和分类,提出3种VNF扩展模型,给出横向扩展的说明性实例,研究影响虚拟化云环境中网络功能的主要开销和KCI参数,介绍影响最佳配置和规模调整的VNF参数和测量值。

网络功能虚拟化SDN对传统电信网络架构的变革

本文通过对现网中智能手机信令开销的分析,提出了移动通信网络经济性的策略,重点介绍了SDN架构方案给网络带来的巨大变革,最后从网络架构和成本角度分析了SDN对电信运营商的重大影响和深远意义。

网络功能虚拟化中延时感知的资源调度优化方法

网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)旨在以软件的方式实现网络功能从而替代传统网络中的专有硬件设备.为了应对日益增长的资源密集型需求,面向软件的网络功能虚拟化带来了如虚拟网络功能的管理、低延迟的调度和虚拟网络资源分配等问题.虚拟网络功能调度问题本身为NP-hard,在虚拟网络功能资源调度延迟的特定问题上,为保证良好的用户体验,需要确保网络资源被合理地分配和协调以防止资源的过度供应和保持端到端低延迟.针对网络资源调度的延时问题建立了以最小化资源调度总体服务延迟为目标的整数线性规划模型.此外,为了满足网络动态性较高的特性,设计了一种基于贪婪的启发式算法,此算法首先构建辅助图,然后根据考虑到网络传播时延影响的不同业务链之间的时延影响分析来选择资源调度方案,并且对很多点处理功能采用了多路传输的方式.最终的实验结果表明:所提算法可以有效地指导模型的求解,在降低网络总体服务延时方面比之前相关研究有5%～15%的性能提升.

基于网络功能虚拟化的网络运营研究

NFV(网络功能虚拟化)的出现为网络运营商提供了千载难逢的发展机会,它有助于实现通信网络功能自动化,增强通信网络运营灵活性,快速响应通信网络和客户状况。构建基于NFV的网络运营体系,能够提升通信网络运营的可扩展性,但这是一个循序渐进的过程,必将随着NFV的快速发展分阶段分步骤实现。文章讨论网络运营的主要内容,说明网络运营自动化的作用,描述网络运营模型,分析NFV及其对网络运营的影响,研究与NFV相关的挑战。