基于SDN和NFV的业务链管理系统研究

首先针对目前业务链系统拓扑固化、扩展难的问题,分析业务链系统SDN化以及NFV化的需求。SDN的基本特征是转发与控制分离,集中的软件控制以及开放的编程接口,通过使用SDN技术,可以使得业务链系统具有灵活、拓扑可视、扩展方便等特性。然后,分析基于SDN技术实现业务链管理系统的技术架构,基于SDN的业务链系统主要由业务链管理系统、策略管理系统、SDN控制器、流分类器、SDN交换机等主要组件组成。文章对其中的关键技术进行了研究分析,最后,对业务链应用场景进行了研究,目前业务链系统在数据中心、Gi-LAN、接入网等场景有大量的应用需求。     

基于SDN和NFV的云数据中心网络服务

虚拟私有云和业务链是云数据中心下一阶段提供的核心网络服务,它们对现有云数据中心网络造成了巨大挑战,如网络虚拟化、业务编排、网络并发配置能力等,SDN和NFV是解决以上问题的技术手段。本文对SDN和NFV的解决方案、产业链成熟度以及未来研究的重点进行了分析和研究。     

NFV创造网络新价值

网络功能虚拟化带来了各种增值网络功能业务的新场景,在这种趋势的蔓延下,将会出现越来越多的个人或者企业用户选择从网络运营商租用诸如虚拟家庭网关、虚拟防火墙、虚拟企业接入路由器等服务,从而运营商在节省成本的同时,也可以开展越来越多的新的增值业务。网络运营商的去管道化,或将从NFV开始。     

NFV弹性技术

NFV (network function virtualization,网络功能虚拟化)系统主要包括NFVI、VNF和MANO三大功能模块以及子功能模块,相对传统网络架构,网络功能虚拟化解耦了传统专用设备的软硬件,引入了虚拟化技术来池化物理资源,对网络架构的改动很大.对NFV弹性技术进行了分析,强调了网络虚拟化的弹性目标主要是确保业务的连续性,应用设计本身和虚拟化设施均受此目标影响.归纳了弹性结构设计原则,给出弹性用例并进行总结.     

SDN与NFV技术在延时敏感业务场景中的应用

本文首先对SDN技术和NFV技术的基本概况进行了介绍,其次分析了SDN技术和NFV技术在延时敏感业务场景中的应用,借助SDN与NFV的优势,通过SDN多路技术与NFV并行处理模式可以减小延迟保证网络整体服务质量。     

用于区块链系统中边缘计算节点的资源分配研究

作为区块链的一个核心问题是解决工作量证明难题,由于需要强大的计算能力,因此在移动设备中实施该资源付出的代价成本颇高。因此,这就限制了移动应用中区块链的发展。在本文中,我们将边缘计算视为移动区块链的网络推动者,研究在边缘设备上分配存储资源的问题,从而使边缘设备其具有可扩展性,以支持移动区块链的应用。     

NFV技术应用研究

传统基础通信网络的网元采用软/硬件垂直一体化架构,网络方面存在大量独立的"烟囱"群——这些使得基础通信网络的总体拥有成本居高不下。所以,"去电信化"变革的方向就在于对网络的基础架构进行变革。在此大背景之下,NFV(网络功能虚拟化)就成为"去电信化"基础通信网络领域的突破方向。2012年,美国AT&T、BT(英国电信)、DT(德国电信)等基础电信网络运营商在ETSI(欧洲通信标准协会)提出NFV的概念。NFV技术的核心理念在于把逻辑上的网络功能从实体硬件设备之中解耦出去,以期能够大幅度地降低基础电信网络运营商的网络建设成本与运营成本。     

面向SDN/NFV的智能专线随选网络业务系统研究

首先介绍智能专线业务的发展背景,阐述新一代运营系统的智能专线随选网络业务需求,针对需求具体说明智能专线业务系统的实现,最后详细分析智能专线业务系统的实现流程.     

宽带接入控制中弹性业务的带宽资源分配研究

文章在宽带接入的范畴之内研究了宽带接入控制中弹性业务的一种带宽资源分布式分配方法,将网络运营商和用户建立为一个斯坦克尔伯格博弈模型(Stackelberg Game),网络运营商(Leader)设置带宽价格,用户(Follower)通过控制流量大小来对价格进行反映.文章论述了这种分布式决策与系统最优决策重合的理论依据,采用应用数学编程语言(AMPL)进行了仿真举例并分析了仿真结果.     

NFV标准与开源技术现状

NFV(network functions virtualization,网络功能虚拟化)作为一项新兴技术,国际国内多个有影响力的标准组织近年来纷纷成立了专门的工作组来开展NFV的相关标准研究.在标准研发的基础上,涌现了一批NFV相关开源组织.研究了以ETSI为代表的各标准组织以及以OPNFV(open platform for NFV)为代表的开源组织的研究动态和最新成果,并深入分析了NFV标准发展趋势,最后,归纳了NFV架构开源实现的关键技术.对NFV标准研究和开源实现具有一定的参考意义.     

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。     

Multimedia Service Discrimination Based on Fair Resource Allocation Using Bargaining Solutions

We deal with a resource allocation problem for multimedia service discrimination in wireless networks. We assume that a service provider allocates network resources to users who can choose and access one of the discriminated services. To express the rational service selection of users, the utility function of users is devised to reflect both service quality and cost. Regarding the utility function of a service provider, total profit and efficiency of resource usage have been considered. The proposed service discrimination framework is composed of two game models. An outer model is a repeated Stackelberg game between a service provider and a user group, while an inner model is a service selection game among users, which is solved by adopting the Kalai‐Smorodinsky bargaining solution. Through simulation experiments, we compare the proposed framework with existing resource allocation methods according to user cost sensitivity. The proposed framework performed better than existing frameworks in terms of total profit and fairness.     

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%。     

一种网格资源优化分配方案

 本文提出了基于线性规划的网格异构资源分配问题的建模和求解方法.该方案综合考虑了资源分配问题的资源共享、作业优先级、作业对多种资源的依赖以及算法自身的策略等多种因素和约束条件.然后提出了网格环境下对独立作业进行网格资源分配的网格服务架构.实验表明基于线性规划的资源分配方法在速度和精确性两方面都是有效的,并且能保持高作业吞吐量.基于网格服务的架构也使该系统具有可扩展性和可伸缩性.     

基于UWB的Ad hoc网络资源分配的研究

基于超宽带的Ad hoc网络的应用,提出了为多媒体业务提供QoS支持的自适应的资源分配方案。方案考虑了超宽带和Ad hoc网络的特性,同时也考虑了QoS的要求。提出的资源分配方案采取了业务区分和资源预留的方法,为链路分配网络资源（速率、功率）。根据吞吐量,丢包率和时延,对提出的方案做了详尽的性能评估,仿真结果证明了提出的方案的优越性。     

Efficient Resource Allocation Scheme to Maximise Number of Users with Quality of Service Demands in Small Cells

Small cells have been regarded as an appealing technique to boost resource reuse ratio. On the other hand, their large-scale and self-organised tendency would complicate the interference environment of mobile networks. Meanwhile, traffic class is booming in recent years, which leads to higher demand for net- work designers on Quality of Service （QoS） provision, and therefore users＇ diverse re- quirements may not be guaranteed in sucff＇an interference limited scenario. To maximise the number of users with QoS demands as well as resource reuse ratio, we formulate the resource allocation problem into a multi-objective l0 norm form. It is shown to be NP hard, and an iterative method is employed to approach the optimal solution. Because of its limit of being not adaptive to large-scale networks, we also design a heuristic method based on chordal graph, which, however, could result in per- formance loss when the size of networks is small. Finally, by combining these two meth- ods, we devise a hybrid algorithm such that the allocation performs both efficiently and effectively. Simulation results illustrate the performance of our proposed methods in terms of outage probability and resource reuse ratio.     

Two‐Stage Resource Allocation to Improve Utilization of Synchronous OFDM‐PON Supporting Service Differentiation

We propose a two‐stage resource allocation algorithm for the high link utilization of an orthogonal frequency‐division multiplexing passive optical network (OFDM‐PON). An OFDM‐PON is assumed to use a synchronous frame structure in supporting service differentiation. In distributing resources, the proposed algorithm first allocates a time window for each optical network unit (ONU), and then it arranges a subchannel, which is a group of subcarriers. This algorithm needs to satisfy two constraints. First, computations for the resource allocation should be done using a frame unit. Second, an ONU has to use a single subchannel to send upstream data for multiple services within a frame duration. We show through a computer simulation that the proposed algorithm improves the link utilization.     

基于用户QoS的网络资源分配策略研究

针对5G网络在网络资源分配存在的问题,从用户业务QoS等级角度提出基于贝叶斯模型的网络资源优化分配策略模型。在对用户业务QoS等级划分的基础上采用优先节点自主控制策略进行网络资源分配,通过构建贝叶斯模型评价网络状态并进行动态学习推理,指导网络优先节点的控制决策,实现优先节点对最佳信道的优先选择。实验表明,与基于信道容量的信道资源分配策略相比,本文的策略在网络总体容量和网络公平性上具有更好的表现,能够更好满足异构网络的实际需求。     

Distributed Scheduling and Resource Allocation for Cognitive OFDMA Radios

Scheduling spectrum access and allocating power and rate resources are tasks affecting critically the performance of wireless cognitive radio (CR) networks. The present contribution develops a primal-dual optimization framework to schedule any-to-any CR communications based on orthogonal frequency division multiple access and allocate power so as to maximize the weighted average sum-rate of all users. Fairness is ensured among CR communicators and possible hierarchies are respected by guaranteeing minimum rate requirements for primary users while allowing secondary users to access the spectrum opportunistically. The framework leads to an iterative channel-adaptive distributed algorithm whereby nodes rely only on local information exchanges with their neighbors to attain global optimality. Simulations confirm that the distributed online algorithm does not require knowledge of the underlying fading channel distribution and converges to the optimum almost surely from any initialization.

NFV技术的进展和应用场景

介绍了网络功能虚拟化（NFV）技术的进展,包括NFV的产生背景、定义、NFV和SDN的关系、NFV标准组织、NFV白皮书,最后介绍了NFV的应用场景和发展前景。