基于联合备份的服务功能链可靠性保障的部署方法

在网络功能虚拟化(NFV)环境中,针对服务功能链(SFC)部署时的可靠性问题,该文提出对备份虚拟网络功能选择、备份实例放置和服务功能链部署的联合优化方法。首先,定义一个单位开销可靠性提高值的虚拟网络功能衡量标准,改进备份虚拟网络功能选择方法;其次,采用联合备份的方式调整相邻备份实例之间的放置策略,以降低带宽资源开销;最后,将整个服务功能链可靠性保障的部署问题构建成整数线性规划模型,并提出一种基于最短路径的启发式算法,克服整数线性规划求解的复杂性。仿真结果表明,该方法在优先满足网络服务可靠性需求的同时,优化资源配置,提高了请求接受率。     

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。     

基于改进灰狼优化算法的服务功能链映射算法

随着工业互联网、车联网、元宇宙等新型互联网应用的兴起,网络的低时延、可靠性、安全性、确定性等方面的需求正面临严峻挑战。采用网络功能虚拟化技术在虚拟网络部署过程中,存在服务功能链映射效率低与部署资源开销大等问题,联合考虑节点激活成本、实例化开销,以最小化平均部署网络成本为优化目标建立了整数线性规划模型,提出基于改进灰狼优化算法的服务功能链映射(improved grey wolf optimization based service function chain mapping,IMGWO-SFCM)算法。该算法在标准灰狼优化算法基础上添加了基于无环K最短路径(K shortest path,KSP)问题算法的映射方案搜索、映射方案编码以及基于反向学习与非线性收敛改进三大策略,较好地平衡了其全局搜索及局部搜索能力,实现服务功能链映射方案的快速确定。仿真结果显示,该算法在保证更高的服务功能链请求接受率下,相较于对比算法降低了11.86%的平均部署网络成本。     

面向时延与可靠性优化的服务功能链部署方法

针对5G网络高可靠性、低时延的服务需求,该文提出一种面向时延与可靠性优化的服务功能链(SFC)部署(DROSD)方法。在不预留冗余资源的情况下,首先通过功能互斥约束来确定SFC中相邻虚拟网络功能(VNF)是否可聚合;其次通过功能性约束、资源约束选择可聚合物理节点集合,实现负载均衡,提高SFC可靠性;然后通过跳数约束进行...     

一种采用NFV架构的服务功能链动态编排与部署

随着虚拟化技术的出现,网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV) 和软件定义网络(Software Defined Networking,SDN) 技术使网络功能从硬件中抽象出来并可运行在虚拟机上,将虚拟网络功能映射部署到物理网络上,为用户提供定制化服务。服务功能链(Service Function Chaining,SFC) 由一组虚拟网络功能组成,目前其部署的一个关键问题是如何在保证为用户提供相应服务的同时降低网络资源消耗和负载压力。为此,首先介绍了一种可用于服务功能链编排的NFV 架构,并对基于SRv6 技术的SFC 编排过程进行说明;然后提出了一种有效的SFC动态编排算法——第一步使用广度优先搜索遍历网络并找到部署服务链的最短物理路径,第二步使用蚁群优化算法生成最优部署方案。仿真结果表明,该方案能够有效减轻网络负载,同时平均降低端到端延迟22%,减少带宽资源消耗18%,优化部署成功率23%。     

移动边缘网络中基于用户移动的服务功能链迁移策略

移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)通过在网络边缘部署服务器,提供计算和存储资源,可为用户提供超低时延和高带宽业务.网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)与MEC技术相结合,可在MEC服务器上提供服务功能链(Service Function Chain,SFC),提升用户的业务体验.为了保证移动用户的服务质量,需要在用户跨基站移动时将SFC迁移到合适的边缘服务器上.主要以最小化用户服务的端到端时延和运行成本为目标,提出了MEC网络中具有资源容量约束的SFC迁移策略,以实现移动用户业务的无缝迁移.仿真结果表明,与现有方案相比,该策略具有更好的有效性和高效性.     

基于深度强化学习的服务功能链可靠部署算法

针对当前关于服务功能链(SFC)的部署问题都未考虑到虚拟网络功能(VNF)的失效重要度,该文提出了基于深度强化学习的SFC可靠部署算法.首先建立VNF和虚拟链路可靠映射模型,为重要的VNF设置高可靠性需求,并通过链路部署长度限制尽可能保证虚拟链路可靠性需求.其次,以负载均衡为资源协调原则,与VNF可靠性联合优化,最终使...     

基于微服务架构的粒度可变服务功能链映射算法

针对5G环境下服务功能链（SFC）端到端时延无法满足时延敏感型应用需求的问题,将传统虚拟网络功能（VNF）拆分成粒度不一的映射单元,提出了基于微服务架构的粒度可变服务功能链映射（VG-SFCM）算法。首先将传统粗粒度的VNF解耦成细粒度的微服务单元,随后通过SFC内冗余微服务单元的合并及SFC间微服务单元的复用,减少微服务单元的实例化,降低SFC的处理时间。仿真结果表明,所提算法在降低平均部署网络成本的同时,其SFC端到端时延相较于传统的映射算法降低了14.81%。     

一种基于近端策略优化的服务功能链部署算法

针对网络功能虚拟化(NFV)环境下高维度服务功能链(SFC)部署的高可靠低成本问题,该文提出了一种基于近端策略优化的服务功能链部署算法(PPO-ISRC)。首先综合考虑底层物理服务器特征和服务功能链特征,将服务功能链部署建模为马尔可夫决策过程,然后,以最大化服务率和最小化资源消耗为优化目标设置奖励函数,最后,采用近端策略优化方法对服务功能链部署策略求解。仿真实验结果表明,与启发式算法(FFD)和深度确定性策略梯度算法(DDPG)相比,所提算法具有收敛速度快,稳定性高的特点。在满足服务质量的要求下,降低了部署成本,并提高了网络服务可靠性。     

网络功能虚拟化弹性和可扩展性研究

在NFV(网络功能虚拟化)过程中,将PNF(物理网络功能)转换为VNF(虚拟化网络功能)会面临诸多挑战。VNF(虚拟化网络功能)支持网络服务的按需部署和弹性增长,助力提升NFV的弹性和可扩展性。文章介绍主机VNF(虚拟化网络功能)和中间盒VNF两种类型,探讨多路径和分布式VNF设计思路,列举与VNF弹性设计相关的v PE(虚拟提供商边缘)实例,阐述NFV和SDN(软件定义网络)之间的关系。     

一种基于主-备份节点同步映射的VNF热备份机制

网络功能虚拟化实现了网络功能与专属硬件平台的分离,虚拟网络功能（Virtual Network Function,VNF）通过动态组合形成服务功能链,实现同一硬件平台部署不同的功能服务。针对软件定义网络功能服务可靠性和物理网络资源效率问题,提出了一种基于主备份节点同步映射的VNF节点热备份机制。首先,选择满足节点资源约束的物理节点为主备份节点候选映射对;然后,选择满足带宽约束的最短物理链路为服务路径,实现节点与链路资源总开销的优化。实验结果表明,与传统的备份机制相比,该方法能够满足电信级高可靠性的服务需求,降低了VNF节点备份资源总开销,提高了服务请求的接受率和底层物理网络资源的利用率。     

网络功能虚拟化场景下的并行加速

在网络功能虚拟化场景下,每个网络功能都以软件的形式来实现。但传统的串行网络功能组链方式将带来极大的性能损耗。而如今针对网络功能进行加速的工作,主要集中在优化该串行链的每个组成成分上。提出了一个高性能的系统框架,通过让网络功能并行地对数据分组进行处理,提高网络功能虚拟化场景下服务链的整体性能。该系统由 3 个部分组成。首先,该系统为管理员提供了一个策略描述语言来直观地描述串行或并行的组链意图。然后,该系统的编排器智能地鉴别网络功能之间的依赖性,并基于所提供的策略,生成高性能的“服务图”。最后,该系统的底层实现通过执行轻量级的数据分组复制、分布式的并行分组转发和负载均衡后的数据分组合并来支持网络功能的并行处理。基于DPDK技术,在Linux容器中实现了该系统的原型机。通过实验验证可知,该系统能极大地减少真实世界中服务链的处理时延。     

SDN/NFV——机遇和挑战

SDN/NFV是电信业受云计算、虚拟化技术的深化发展趋势影响,在产业内进行网络IT化的尝试。本文分析了SDN/NFV对于电信领域的商业模式、技术趋势的影响,以及对于运营商、不同层面供应商的影响,并对其带来的机遇和挑战进行了分析和研究。     

基于节点选择策略的网络功能虚拟化映射算法

针对网络功能虚拟化（NFV）中服务功能链的设计和映射问题,提出一种基于节点选择策略的NFV（NS-NFV）映射算法。该算法在服务功能链设计中考虑虚拟节点依赖性,根据节点资源度大小决定虚拟节点映射顺序,根据物理节点重要度为虚拟节点选择最优映射节点,并且以耦合的方式完成服务功能链的设计与映射。仿真结果表明,该算法有效地减少了回溯步长和运行时间,并且在请求接受率方面有明显改善。     

5G+时代的软件定义安全技术架构研究与实践

新基建和数字经济激发了云网安全的保障需求,云网融合安全也是未来的重要发展趋势。首先分析了面向5G专网用户提供整体安全服务面临的三大类问题,提出了在5G+时代软件定义安全整体架构。其次基于该架构介绍了相应的原型系统的设计与实现。最后验证了基于云化构架的软件定义安全编排与调度体系有助于精确化地整体解决5G+时代5G专网企业客户的业务安全威胁和隐患,为后续的研究提供了系统性的参考价值。