[发明专利]一种SDN和NFV融合的资源优化方法

摘要

本发明公开了一种SDN和NFV融合的资源优化方法，该方法将SDN与NFV技术相结合，联合优化资源，包括两个方面，一方面是基于节点优先级的虚拟网络功能放置机制，另一方面是业务需求感知的路由选择策略。控制器和编排器根据服务链请求特征、虚拟网络功能序列以及当前网络状态信息，对服务链进行分级，进行灵活的VNFs放置与路由决策，不仅使得大量的数据包在数据平面快速转发，而且能有效平衡网络中的流量负载，从而提升整体网络链路利用率。

主权项

1.一种SDN和NFV融合的资源优化方法，其特征在于，包括两个方面，一方面是基于节点优先级的虚拟网络功能放置机制，另一方面是业务需求感知的路由选择策略；所述的SDN控制器和VNF管理编排器中包含虚拟网络功能信息模块、服务链需求分析模块、交换机节点资源监测模块、拓扑链路管理模块、节点功能放置模块以及交换机流表下发模块。

当服务链请求到达时，服务链需求分析模块分析其源节点、目的节点、带宽需求以及所需的虚拟网络功能及次序，继而转向虚拟网络功能信息模块，查找该服务链所需的VNFs对各类资源的需求；然后，SDN控制器以及VNF管理编排器通过其中的交换机节点资源监测模块和拓扑链路管理模块检测底层物理网络中节点和链路的可用资源以及带宽余量，作为资源优化方法的决策输入；SDN控制器以及VNF管理编排器基于节点优先级的虚拟网络功能放置机制，将决策结果返回至节点功能放置模块，基于业务需求感知的路由选择策略，将选路结果发送至交换流表下发模块，完成虚拟网络功能的放置和服务链的路由选择。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的SDN控制器和VNF管理编排器包括：

虚拟网络功能信息模块：虚拟网络功能集合为F，其中某种虚拟网络功能记为f_x，该模块分析计算虚拟网络功能对于计算、存储、网络等资源的需求量，记T＝{CPU,storage,network…}；

服务链需求分析模块：服务链作为一种业务形式，将按照既定的顺序经过业务节点，因此该模块包含业务的源节点sⁱ、目的节点dⁱ以及一系列预定义顺序的虚拟网络功能以及带宽需求rⁱ，将记为服务链Sⁱ的逻辑节点集合Nⁱ，则表示该条服务链的逻辑链路集合，此外，需要将服务链的VNFs与功能集合中的VNFs建立对应关系，以获取资源需求量；

交换机节点资源监测模块：代表每个交换机的一些参数属性和可用资源，如交换机的Mac地址，IP地址，端口发送或接收的字节数和包数以及可用带宽。每一交换机节点具有一定的可用资源，如计算、存储与网络资源，T＝{计算，存储，网络……}，表示交换机节点v_n仅具有转发能力，称其为纯转发节点，若则该节点不止具有转发功能，还承载各种各样的虚拟网络功能，用以处理数据包；

拓扑链路管理模块：管理监测底层的客户端和交换机节点的连接关系，建立映射表，形成网络拓扑，显示网络中链路的剩余带宽等信息；

节点功能放置模块：SDN控制器以及VNF管理编排器根据上述模块获得的信息，进行VNFs放置的决策；

交换机流表下发模块：SDN控制器以及VNF管理编排器在对服务链进行部署时，根据服务链需求以及检测到的拓扑信息制定灵活的路由策略，并将路由转发表下发至交换机。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基于节点优先级的虚拟网络功能放置机制，具体步骤如下：

步骤3‑1)根据该阶段所有服务链的带宽需求降序排序，标注优先级，交换机节点优先向SDN控制器以及VNF管理编排器发送带宽需求大的服务链请求，未发送的服务链请求进行等待计时；若等待时间小于其容忍时间，则继续等待；若等待时间大于容忍时间，则将此服务链请求的优先级提高；

步骤3‑2)SDN控制器以及VNF管理编排器对交换机节点发送的服务链请求包进行解析，获取该请求逻辑节点，即源节点、目的节点以及一系列预定义顺序的虚拟网络功能，得到信息如<sⁱ，dⁱ>，跳转至步骤3‑3)；

步骤3‑3)SDN控制器和VNF管理编排器根据服务链需求分析模块，依次比对f₁ⁱ,...在虚拟网络功能集合中F的资源需求量，跳转至步骤3‑4)；

步骤3‑4)根据交换机节点资源监测模块以及拓扑链路管理模块，根据逻辑节点的次序，根据前一节点，搜索下一跳VNF需要放置的节点，如根据源节点sⁱ，搜索f₁ⁱ需要放置的节点，此时对底层网络的交换机节点进行优先级排序，引入节点v_n的优先级计算公式其中，hop_n表示从源节点到该节点的转发跳数，rec_n表示该节点的可用资源总量，max_j∈N(hop_j)表示最大转发跳数，max_j∈N(rec_j)表示最大的可用资源量。在节点中选择使得权重系数最大的节点放置当前的

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