[发明专利]一种面向多维资源负载均衡的VNF复用和迁移方法

说明书

本发明公开了一种面向多维资源负载均衡的VNF复用和迁移方法，包括：对客户端发起的请求编排生成对应的服务链，然后对编排生成的服务链以源目节点相同为特征进行分组；对于每组服务链计算出源节点到目的节点之间的前K条最短路径并进行缓存；根据前K条最短路径制定每条服务链的映射；服务链映射成功后，若有节点出现资源负载的情况则触发对该节点上VNF进行迁移的操作。本发明通过快速匹配法复用VNF，在VNF‑FG设计阶段保证负载均衡的同时尽可能减少VNF个数，不仅优化VM的启动成本和VNF的实例化成本，也为后期在VNF迁移场景中通过VNF复用减少了迁移成本。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种面向多维资源负载均衡的VNF复用和迁移方法。

背景技术

随着互联网和移动互连网局势的迅猛发展，诸多新兴网络技术和新型网络应用逐渐兴起，云计算，移动边缘计算，大数据，数据中心，软件定义网络和网络虚拟化等成为研究的热点。随着物联网时代的到来，网络体系结构的不断扩张，网络功能的不断更新，这对于网络服务功能的管理和数据中心资源分配的要求变得更加严格。目前大多数的数据中心网络是基于传统的网络架构建立的，这种架构由极其复杂的交换机、路由器、终端以及其他设备组成，这些网络设备使用着封闭、专有的内部接口，并运行着大量的分布式协议；其局限性在于无法对网络设备做到统一的管理，同时无法对数据中心中的网络资源进行统一的调度因而无法最大限度的提高资源的利用率。

SDN(软件定义网络)架构的核心设计是控制平面和转发平面分离，NFV(网络功能虚拟化)技术可以实现网络功能的虚拟化，将功能与硬件设备解耦，易于服务链的编排和管理。目前，网络中已存在将SDN技术和NFV技术融合来进行服务功能链的映射，以此来解决传统网络体系的诸多缺点，在SDN和NFV部署的可重构网络中，可编程交换机将目的流量转发到相应的网络功能单元进行处理，通常运营商为了减少服务器的资源消耗和提升用户的QoS(Quality of Service)，会将多条服务功能链的虚拟网络功能集中映射到固定的部分服务器上，此时网络功能的动态部署可能导致各服务器之间的资源负载不均衡，导致负载失衡的资源可能是计算资源，存储资源等。同时，运营商的这种方案缺乏流量高峰期的应对机制，易导致较高的服务请求拒绝率。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向多维资源负载均衡的VNF复用和迁移方法，通过利用VNF的可复用特性致力于绿色节能，在降低能源消耗的同时，又解决了流量高峰期因节点服务器过载而引起资源负载失衡问题，避免了导致较高的服务请求拒绝率。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

本发明提供了一种面向多维资源负载均衡的VNF复用和迁移方法，包括：

对客户端发起的请求编排生成对应的服务链；

对服务链以源目节点相同为特征进行分组；

对于每组服务链，计算出源节点到目的节点之间的前K条最短路径；

根据前K条最短路径制定每条服务链的映射；

响应于服务链映射成功后存在节点出现资源负载，对该节点上VNF进行迁移操作。

进一步地，根据前K条最短路径制定每条服务链的映射，具体过程为：

从前K条短路径中最短的路径开始选取，直至选取出资源未发生过载的路径，将其作为当前服务链的待映射路径；

获取待映射路径中每个节点所对应的所有VNF信息，采用快速匹配的策略将各VNF信息映射到对应的源目节点上。

进一步地，选取出资源未发生过载的路径，具体过程为：

统计出当前服务链待选路径上所有节点中r种资源最少的可用剩余量再统计出待映射服务链中所有VNF中所需要的r种资源最大需求量