[发明专利]用于实时虚拟网络功能编排的方法、装置和系统

说明书

本发明涉及用于实时云基础设施中的实时虚拟网络功能编排的方法、装置和系统。所述方法包括以下步骤：更新并报告CPU核心RT性能；发送CPU和NUMA信息；基于CPU共享池信息响应把IRQ从RT CPUset移动到非RT CPUset，并且报告IRQ清空完成；基于CPU共享池信息响应把系统任务和OS后台进程移动到非RT CPUset，并且报告系统任务清空完成；基于CPU共享池信息响应清空已知的不确定性来源，并且报告不确定性来源清空完成。所述方法和装置的实现方式的改进之处在于，在NFV的支持下，边缘云可以加速新服务部署并且实现不同服务之间的资源共享，从而允许运营商提供更少的资源。

技术领域

本发明涉及一种用于实时云架构中的实时虚拟网络功能编排的方法、装置和系统。

背景技术

近年来，移动行业正朝着IT化和云化的方向演进。云RAN和网络功能虚拟化(NFV)的底层想法是尽可能使用通用处理器(GPP)来进行无线电接入网(RAN)和CN处理。这可以利用IT行业的规模经济性并且利用标准IT虚拟化技术把许多网络装备类型合并到可以位于数据中心中的行业标准服务器上(例如x86架构)。在NFV的支持下，移动网络功能与硬件解耦，从而加速了新服务部署并且实现了不同服务之间的资源共享，并且还利用了云基础设施所提供的优点。

现今的移动RANC采用先进的技术和算法来提供高网络容量，从而需要高处理能力来应对PHY和MAC层处理，有可能使用硬件加速器来卸载其中一些PHY计算密集功能，比如Turbo解码器。举例来说，当前的实时VNF通常存在下面的问题：

1、实时VNF的编排没有被涵盖在传统的云编排器中。

一个x86 CPU核心可以负担多个虚拟VNF。在实际的系统中，由一台机器所寄存的VNF的数目可以远大于一台机器上的CPU核心的数目。因此，VNF必须共享CPU核心。此外，由于VNF生命周期，由一台机器所寄存的VNF的数目会随时间变化。当VNF被实例化时，建议由编排器决定将把VNF放置在哪一台机器上。一些编排器已经被开发来部署云应用。OpenStack Heat是被用于例如web服务器、数据库等IT应用的部署的一类编排器。NFV Tacker被用来部署虚拟CPE、CE和PE服务之类的VNF。所有前述VNF都是非实时服务。也就是说，传统的编码器和操作系统仅专注于向VNF分配计算资源，包括CPU时间和存储器。它们并不非常在乎服务的实时(RT)性能。

2、VNF的实时性能可能受到许多方面的影响

在实时服务/VNF被部署在云环境中的情况下，需要一种支持实时VNF(RT VNF)的部署的新型编排器。基于实际的测试，I/O操作可能会极大地影响实时性能(系统的实时性能可以通过事件发生的时间与事件被服务的时间之间的间隔来测量)。如果网络适配器I/O中断线程与实时应用共享相同的CPU核心，则该应用的实时性能可能会被严重降低，并且网络吞吐量也将被减少。在表1中给出了与网络适配器中断线程共享CPU核心的应用的实时性能。其中的结果是对于以936Mbps的速率发送分组的网络适配器所获得的。从表1可以知道实时性能无法满足L2 VNF要求，因为大于15μs的等待时间是不可接受的。

表1

对于编排RT VNF的编排器，其编排策略必须不同于作为非RT应用的传统VNF的编排。对于CPU核心的使用必须被仔细规划，并且用于RT VNF的CPU核心必须与寄存I/O中断线程的核心隔离。也就是说，建议使得RT VNF的放置处于可以支持RT VNF部署的新的编排器的控制之下。在新的RT VNF的实例化之后，建议满足已有的RT VNF和新部署的RT VNF全部二者的RT性能约束。

3、传统的嵌入式RT系统和RAN、RT性能监测机制是不必要的

由于这些系统运行在不涉及新VNF实例化、编排和资源共享/合并的专用硬件器件上，因此一旦系统被调节到工作良好，则RT约束总是得到满足，并且RT性能监测是不必要的。