基于VNF实例共享的服务功能链部署算法

针对服务功能链(SFC)部署过程中存在虚拟网络功能(VNF)实例部署成本和转发路径成本难以权衡的问题,提出了基于VNF实例共享的SFC部署算法。首先针对多链SFC建立VNF和虚拟链路映射模型,并预估路径部署长度上限,保证SFC时延需求;其次,在路径部署长度限制范围内,尽可能使VNF实例共享最大化,以平衡链路转发成本和VNF部署成本,最终得到SFC部署策略。与已有的SPH(shortest path heuristic)和GUS(greedy on used server)部署算法相比,所提算法所得的总运营成本分别降低6.6%和12.15%,且当SFC数量增多时,该算法的服务接受率可达89.33%。仿真实验结果表明,提出算法可以在保证用户服务质量的同时有效降低SFC部署成本。

面向多租户共享VNF实例的服务功能链动态映射方案

针对如何将5G网络中动态到达的VNF实例所形成的服务功能链映射至底层物理网络的问题,设计了一种服务功能链动态映射方案。该方案将ASMA算法时延模型改进为端对端动态映射时延模型,基于该模型设计了VNF实例映射算法和VNF实例冗余算法,实现了VNF实例动态映射和冗余备份功能。通过MATLAB对整体方案进行仿真,并将该方案与ASMA的映射算法进行实验对比,结果表明该方案能够降低服务功能链映射的成本,且在业务流请求数较小时,能够有效减小服务功能链映射的传输时延与传播时延。

可靠性感知的边缘计算VNF实例放置

为了解决日益增长的延迟敏感型应用程序和用户需求与计算资源受限的冲突,移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)已经成为一种很有前途的计算范式。服务提供商通过在边缘环境中部署虚拟化网络功能(Virtual Network Functions,VNF),为用户提供更加高效和可扩展性的服务供应链(Service Function Chain,SFC)来满足用户请求。若在提供服务过程中出现不可靠的服务或严重的服务失败,可能导致用户的巨大损失,所以网络服务提供商必须保证提供持续可靠的服务。针对该问题,考虑了边缘服务器的可靠性,利用计算统一设备架构(Computational Unified Device Architecture,CUDA)支持的门控循环单元(Gate Recurrent Unite,GRU)来预测VNF实例是否可用,通过预测结果,提前对VNF进行备份,避免了过度冗余备份造成的成本过高问题。考虑服务器的存储资源有限,提出了基于VNF实例可用性的放置(RVP)算法,优化服务提供商的成本。最后对提出的算法进行了性能评估,实验结果验证了RVP算法的优越性。

特征关联的服务功能链可靠性优化算法

针对优化服务功能链(Service Function Chain,SFC)可靠性时资源利用率低的问题,提出了特征关联的服务功能链可靠性优化算法。首先,从底层节点的资源可用率、周边资源密集度、全网中心性评价其作为虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)实例备选节点的优势,从VNF实例的节点度数与带宽流量评价其作为备选对象的优势。其次,逐个对优越性最高的VNF实例选择备份底层节点,直到所有SFC的可靠性满足客户要求。在为VNF实例选择备份底层节点时,提出了基于资源特征关联感知的备份节点选择算法,将当前VNF实例所映射的底层节点与其他待备份VNF实例的底层节点的邻接节点进行关联,为当前VNF实例选择最优备份底层节点的同时,减少为其他待备份VNF实例选择备份底层节点时链路的开销。仿真结果表明,相比于已有算法,该SFC可靠性优化算法下备份实例数降低了约29%,备份带宽资源消耗降低了约42%,SFC接受率提升了约12%。

基于SDN/NFV的新型服务设计方案研究

SDN(软件定义网络)/NFV(网络功能虚拟化)为设计服务的新方案提供了全新范式。文章列举虚拟服务框架的主要目标和驱动因素,描述虚拟服务框架构成及其所包含的功能,阐明网络功能分解应当遵循的指导原则,分析SDSF(软件定义服务框架)的工作原理,介绍VNFaaS(VNF即服务)、SNS(共享网络服务)、NPaaS(网络平台即服务)、IaaS(基础设施即服务)所包含的服务类型,说明虚拟服务控制回路框架闭环自动化的工作流程,诠释虚拟服务框架虚拟区域的主要功能。

一种域适配混合遗传算法及在安全服务链编排中的验证

面对不断变化的网络需求,用户对传统网络的要求也越来越高,灵活性、扩展性、易用性等特征已成为现代网络的必备要素。提出了一种域适配混合遗传算法(domain adaptive hybrid genetic algorithm,DAHGA),可应用于云数据中心租户的安全服务链编排,实现租户云安全服务与策略的自动加载与激活,满足租户云安全"按需定制"需求。同时针对云安全服务链编排上各种提升VNF放置效率的算法进行了实验对比研究,充分验证了本文算法的有效性,为云业务无损安全服务链编排技术的实现提供了借鉴和参考。

移动边缘计算中服务功能链的自适应优化部署策略

为解决移动边缘计算中面向用户的服务功能链(Service Function Chain,SFC)部署成本开销过大、时延过长问题,提出了针对SFC的支出成本与时延联合自适应优化的部署策略。首先,在虚拟网络功能(Virtualized Network Function,VNF)节点选取阶段,考虑路径损耗这一无线信道衰落问题,根据有线用户与无线用户的位置情况,选择当前最佳节点以降低SFC的响应时延。其次,在服务节点配置阶段,根据用户请求处理的数据内容的新鲜度记录,自适应动态增加和删减相应的缓存,利用资源感知算法在保证数据传递可靠性的同时,减少服务节点的配置个数,降低配置开销。最后,在SFC部署阶段,利用基于KSP(K-shortest Paths)的功耗感知算法确定最佳节点映射排序与通信链路,在减少通信链路重映射的同时还能保证部署的SFC的低成本与低时延。实验仿真结果表明,相比于已有方案,该方法能够有效降低部署成本与时延,并能对不同用户的SFC部署做到自适应优化,提高了SFC的部署成功率。

基于强化学习与鲸鱼优化算法的低延迟网络功能调度方法

针对在虚拟网络中如何对延迟敏感的服务功能链(SFC)上的虚拟网络功能(VNF)在调度过程时将VNF映射、调度联合解决并最小化VNF处理延迟的问题,提出了一种基于强化学习自调节鲸鱼优化算法,通过不同环境自动调节鲸鱼优化算法中的参数,同时使用交叉、变异以及领域算子整体来提高鲸鱼优化算法性能,在保证满足SFC的约束需求的情况下,以最小化完成时间为目标,建立VNF调度模型。模型通过改进鲸鱼优化算法和强化学习自动调节参数来加快收敛速度,找寻最优解。仿真结果表明,所提出的算法与HGWOA算法和GABL算法相比在性能上分别提升10%与16%。