[发明专利]复合服务功能链之间的负载和软件配置控制

说明书

本发明涉及与服务功能链管理相关的方法、装置和计算机程序产品。管理功能针对用于服务功能链的高效控制软件配置，以及自适应地调用、重新配置或停止虚拟机以用于负载平衡目的来应对动态生命业务。

技术领域

本发明涉及与服务功能链管理相关的方法、装置和计算机程序产品。更具体地，本发明涉及与服务功能链的负载和软件配置控制相关的方法、装置和计算机程序产品。

背景技术

减少运营商网络TCO的一种方式是网络功能虚拟化并针对不同的网络功能使用共同的数据中心（DC）硬件（参见ETSI NFV（网络功能虚拟化研究组）的文档）。

这也适用于服务功能链接。服务功能链接通常通过以给定次序调用一组服务功能来观察、改变或甚至终止并重新建立用户设备和应用平台（Web、视频、VoIP等）之间的会话流。在给定服务功能链（SFC，下文有时称为“链”）中涉及的服务功能可能包括负载平衡、防火墙、入侵防御等。

给定的SFC启用的域可能涉及相同服务功能的若干个实例。服务功能实例可以增加到给定的SFC或从给定的SFC移除。SF可以共同位于或嵌入在不同的物理节点中，或者虚拟化。

现今，移动网络运营商正在所谓的“Gi-LAN”（诸如NAT、TCP优化器、防火墙、视频优化器）中提供大量增值分组处理功能。它们可以被认为是SFC，其中SFC通过业务需要被路由通过其的盒子链来实现。这些解决方案的低效性和管理其的复杂性导致了3GPP Rel.13（灵活移动服务转向FMSS）和IETF（SFC，服务功能链接）中的标准化活动。

例如在大多数网络功能（安全性、NAT、负载平衡等）中，只有一小部分的流需要由全部功能的处理，而其余部分的流需要有限或其他的处理。通过灵活流路由，可以减少所需资源的量。

下一水平的网络灵活性被预期成与5G一起引进。正在设立研究项目以取决于所提供的端到端服务（例如5G NORMA）引进定制的网络功能。思想是分解RAN和核心的目前网络功能并选择特定两者的服务

- 分解功能的风格（例如取决于服务的不同调度算法）；和

- 位置（更集中或更多在移动边缘处）。

这增加了从大量的基本功能模块高效地构成和连接网络服务的需要。注意，本文使用和引进的技术独立于任何接入技术。

一般，目的在于在云中最有效和高效地实现这些服务功能（SF）。目前的方法（参见下文）只是将以前的物理“盒子功能”虚拟化为VNF（虚拟网络功能），并使用由数据中心（DC）提供的连接框架来创建所需的数据路径。

但是，通过DC路由全部用户平面业务是非常有挑战性的，参见ETSI NFV INF005文档：

“数据平面吞吐量是针对NFV架构的一般问题[……]。在NFVI节点上的虚拟化网络功能部署的吞吐量容量是基本的考虑，因为它是针对实现物理网络功能的网络元件。”

SF链中的典型SF是涉及一些静态和相对较小的CPU代码但对吞吐量和/或对低延时具有高要求的应用。就网络功能基础结构（NFVI）而言，这意味着有限计算要求但高联网要求。

目前，通过加速云环境中的连接/联网的数据路径处理——现今通常由虚拟交换机执行——来解决该问题。

存在某些OS功能（套接字API和vNIC）被扩展或联网和应用功能之间的新的直接接口被引进（例如，使用英特尔的DPDK和或SR-IOV来绕过主机和/或客户OS以得到快速分组传送）的方法。

尽管通过这些措施，可以加速托管服务功能的虚拟机（VM）之间的联网性能——仍然存在许多问题：

- 由每个VM-VM通信引进附加的延时；