[发明专利]一种静态NFV应用资源优化调度方法

说明书

针对目前NFV系统既无法保证静态NFV应用服务质量也无法使系统具有高性价比的问题，本发明专利设计了在网络功能虚拟化(NFV)系统中既能保证静态NFV应用的服务质量，也能使NFV系统具有高性价比的资源优化调度方法，其中用于小型静态NFV应用的资源优化调度方法、用于大型静态NFV应用的资源优化调度方法和用于批量小型与大型静态NFV应用的资源优化调度方法。系统采用本发明的资源优化调度方法能够收到预期的效果。

技术领域

本发明属于网络通信和计算领域，具体地说是提出了在网络功能虚拟化(NFV)系统中既能保证静态NFV应用的QoS，也能使NFV系统具有较高性价比的资源优化调度方法。

背景技术

NFV技术已经在电信运营商网络、数据中心、移动网络和企业网等场景中得到大量应用，保证这些基于NFV的服务或应用具有必要的服务质量(QoS)并使系统具有较高的性能价格比都是必须的。当某虚拟网络功能(VNF)软件放置在虚拟机或容器中形成提供特定网络功能的实体后，再将这些实体形成具有特定顺序的服务功能链，该服务功能链就能提供特定的NFV应用。NFV应用与基于专用硬件与软件构成的传统网络应用相比，它们具有相同的网络架构，运行相同的协议，提供类似的网络功能，不同之处在于前者是由运行在通用服务器集群之上的软件模块集合构成，而后者是由专用硬件与软件构成。显然，随着NFV应用规模增大、数量变多，相关软件将消耗大量的服务器资源。若服务器不能供给充足资源的话，就无法保证NFV应用的QoS，用户也无法得到稳定可靠的网络服务。因此，根据NFV应用的需求合理地调度分配服务器集群资源，既能保证NFV应用的QoS，也能降低服务器集群的成本，这是优化设计NFV系统的关键。

目前国际上有关NFV体系结构的规范没有包括保证NFV应用的QoS的规范，并且国内外对于如何优化分配与调度NVF应用资源，如何管理运行NVF应用系统以维持必要的QoS，还缺乏切实可行的解决方案，这种现状严重制约了NFV技术的发展与应用。本发明的意义和重要性在于，提出了对静态NFV应用进行资源分配与调度的系统与方法，使得既能保证NFV应用QoS也能使系统具有高性价比。所谓静态NFV应用是指某NFV应用的资源需求在应用运行过程一直保持不变。

发明内容

[发明目的]：

针对目前NFV系统无法保证静态NFV应用服务质量，并且使系统具有高性价比等问题，本发明提出了一种对静态NFV应用进行资源优化调度的系统与方法，使得相关NFV应用具有良好的运行性能并使系统具有较高的性价比。

[技术方案]：

本发明的技术方案是：

1、一种支持静态NFV应用进行资源分配与调度的NFV系统，其特征在于它包括：

A.该系统遵从如图1所示的NFV体系结构，自下而上是包括服务器硬件和虚拟化资源的网络功能虚拟化基础设施层、包括虚拟机或容器的虚拟网络功能层以及包括各种NFV应用的运营支撑系统层；在这些层次右侧是NFV管理与编排功能，本专利提出的方法就包括在NFV管理与编排部分的范畴。

B.为了支持多个静态NFV应用A_m,m∈(1,...,M)正常运行，系统调度资源的方法需要的资源(如CPU、内存、存储器、通信带宽等)为集合R＝{r₁,r₂,...,r_M}，设Am所需的资源量为已知且确定，它们由多台服务器Server_n,n∈(1,…,N)供给资源，供给的资源为集合S＝{s₁,s₂,...,s_N}，资源类型为k，k∈(1,...,I)，有式(1)：

C.该系统具有资源分配机制，当A_m到达时，只要系统具有足够的资源，就会在该应用分配相应的资源；当A_m停止运行，系统就回收相关资源，以供其他到达的应用再次使用。