[发明专利]一种服务功能链自动编排系统及其编排方法

说明书

本发明公开了一种服务功能链自动编排系统及其编排方法。传统的服务功能链编排架构并未考虑动态编排场景，本发明能适用于服务功能链的动态编排场景，适用范围更广。本发明提出的服务功能链自动编排架构，具备闭环控制的自动化编排能力，能够应对业务需求和网络状况不断变化的场景，具有较强的自适应性。本发明在提出服务功能链自动编排架构的基础上给出了对应的实现方法，与现有的编排架构研究相比具有更高的可行性。

技术领域

本发明涉及服务功能链自动编排技术领域，具体涉及一种服务功能链自动编排系统及其编排方法。

背景技术

电信基础设施包含了来自无线电、接入、传输、核心和数据中心网络的多项技术。然而由于端到端服务的设计、部署和操作通常是手动的，并且通过传统的操作支持系统进行处理，导致交付周期长达数周或数月。此外，由于基础设施与物理拓扑和专用硬件的强耦合性，整个工作流程受到了极大的约束。

软件定义网络和网络功能虚拟化的技术兴起为网络运营商带来了转机，两者通过以软件为中心的服务模式能够实现对基础设施的高效而灵活的利用，并通过与新兴的云计算技术相结合，可以部署构成复杂网络服务的虚拟化网络功能，并控制这些实体之间的流量。可以看出，网络服务的创建、部署和管理是一个复杂的过程，需要能够在共享的底层基础设施中部署虚拟化网络功能并将其结合在一起生成复杂的网络服务来为用户和应用程序提供服务。在需要确保动态建立专用的网络连接拓扑并减少网络服务的生产、部署和激活的情况下，将这个过程自动化和动态化是一个巨大的挑战。为了达到这个目标，需要对端到端的网络服务进行建模，并且抽象化和自动化控制提供服务的物理、虚拟和网络资源，对这些相关操作进行协调的过程就是所谓的编排。

通常来说，编排指的是自动选择和控制多个资源、服务和系统以满足某些目标(比如特定网络服务的请求)，并且这个过程应该保证及时性、一致性和安全性，并通过自动化和虚拟化的特点使得总体成本降低。然而遗憾的是，目前还没有统一的对于网络服务编排的理解和实际定义，现有工作进度的差异很大，这种情况的出现很大程度上是由于服务功能链技术方法非常分散并且几乎没有围绕网络服务编排的总体概念进行整合所导致的。

现有研究提出了一种服务功能链体系结构，该架构中分别包含了编排平面、控制平面和数据平面。其中，控制平面和数据平面之间通过南向接口进行通信，通常采用OpenFlow协议；编排平面与控制平面之间通过北向接口进行通信，为了满足特定的服务等级协议，可以进行服务功能的定制开发。

编排平面基于服务功能链业务逻辑实现服务功能链的编排过程，对用户屏蔽了底层网络设备细节。

控制平面用于策略配置和性能监控，包含策略控制器，SDN控制器和NFV控制器三个部分。其中，策略控制器负责根据用户命令进行流分类器策略的制定和下发；SDN控制器负责提供全网统一视图，以流表项的形式部署服务功能链策略，这使得服务功能路径具有极高的灵活性；NFV控制器负责服务功能实体的资源配置和管控操作。

数据平面由各类虚拟网络元素组成：流分类器用于匹配数据流，并对满足条件的数据流进行标记和转发操作；服务功能转发节点用于将数据流依序导入各个服务功能实体；服务功能实体根据服务策略对数据流进行特定网络功能的处理。

上述架构更多的是给出了服务功能链编排的一般标准，没有考虑服务功能链的自动编排场景，而且没有给出具体的实现方法。

针对服务功能链的安全防护问题，相关研究人员还提出了一种安全服务链自动编排部署架构。该架构的核心包含策略冲突决策节点、网络流调度节点和SDN控制器三个部分。

策略冲突决策节点负责对用户的安全业务需求进行处理。由于不同安全业务需求策略可能包含相同的网络流，这会使得前后下发的策略之间存在各种冲突，策略冲突决策节点能够根据优先级级别对安全服务链进行合理有效的编排，能够在保证网络中不存在冲突的基础上将编排决策结果送交至网络流调度节点。