[发明专利]一种虚拟网络功能的统一监控方法

说明书

本发明公开了一种虚拟网络功能的统一监控方法，目的是基于监控指标建立“业务‑性能”模型，指导计算与内存资源分配。技术方案是构建由监控对象发现模块、业务监控指标产生模块、性能监控指标产生模块、监控指标统一采集模块、资源集中分配模块、时序数据库组成虚拟网络功能统一监控平台。监控平台的各模块并行工作，相互配合，对Pod的CPU、内存使用情况以及业务运行情况进行监控，产生监控指标元数据，根据元数据情况，补全管理标签，存入时序数据库，当出现监测域值告警，建立“业务‑性能”模型，生成新的资源分配方案。采用本发明在保障服务功能链顺利完成业务的前提下，解决了发生超域值告警时资源调配的问题，使资源分配合理高效。

技术领域

本发明涉及网络功能虚拟化技术领域，尤其涉及一种虚拟网络功能的统一监控方法。

背景技术

传统网络架构使用大量专用硬件设备，来提供负载均衡、入侵防御、网络地址转换等网络功能。随着大数据、云计算等新兴行业的迅速发展，部署新的应用往往需要新的专用设备和网络的支持，为网络运营成本和运维带来很大挑战。为应对这些问题，欧洲电信标准协会(EuropeanTelecommunication Standards Institute，ETSI)提出网络功能虚拟化(Network FunctionVirtualization，NFV)。NFV技术利用普通商用服务器为网络功能提供虚拟机、Docker容器等运行环境，用虚拟机或容器中运行的软件来替换硬件设备，提高网络功能的灵活性，降低投资成本、研发成本和运维成本。

Docker是一个虚拟环境容器，可以将开发环境、代码、配置文件等一并打包到容器中，并发布和应用到任意平台。通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，使用户的应用程序及其运行环境能够做到“一次封装，到处运行”的目的。

Kubernetes(k8s)是一个管理云平台中多个主机上的容器化的应用平台，其目标是部署容器化的应用简单并且高效，提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制，目前在学术界、产业界应用广泛。在k8s中,集群的控制节点称为Master节点，负责整个集群的管理与控制。除Master节点外，其他的机器被称为Node节点，Node是群集中的工作负载节点，每个Node都会被分配一些工作负载，如Docker容器。Pod部署在Node上，是k8s调度的基本单元，每个Pod包括一个或多个用户的业务容器，k8s为每个Pod分配唯一IP地址，Pod内的容器共享Pod IP地址。标签Labels是一个KV键值对，均由用户定义，可以附加到资源对象上，如Node、Pod。通过给指定资源对象捆绑一个或多个不同的标签实现多维度的资源分组管理功能，以便灵活、方便地进行资源分配、调度、监控等管理工作。k8s中已有的管理标签包括Pod的名称、Pod所属Node的名称等。

为完成某项功能，一个数据流通常需要通过多个Pod的业务功能单元，例如入侵检测，深度报文检测，负载均衡等，最终才能到达目的端，这就是服务链(Service FunctionChain)最常用的场景。

为反映k8s平台的运行情况及资源利用率，监控过程必不可少。

在VNF监控指标类型方面，针对k8s系统内嵌的监控方法仅关注CPU的利用率的问题，Chang等在2017年GLOBECOM上发表论文《基于k8s的动态云资源调配监控平台》(即Ak8s-Based Monitoring Platform for Dynamic Cloud Resource Provisioning，简称背景技术一)，提出了使用cAdvisor软件代替原生内嵌的监控，使用heapster收集监控数据，以提供更丰富的监控指标，但此方法仅丰富了CPU、内存、网络等相关性能监控指标，未采集VNF业务处理过程状态，不能够满足准确为VNF业务功能单元“画像”的需求，为资源分配提供数据支持。