软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)已经成为新一代网络体系结构的新范式。SDN和NFV可以有效地提高部署和管理服务功能链(Service Function Chains,SFCs)的灵活性。文...软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)已经成为新一代网络体系结构的新范式。SDN和NFV可以有效地提高部署和管理服务功能链(Service Function Chains,SFCs)的灵活性。文中融合SDN和NFV,并应用到网络切片的资源优化中,为未来的5G三大业务场景实现定制服务的有效部署,提出了一种基于SDN和NFV的网络切片资源优化算法。首先针对5G uRLLC,eMBB,mMTC三大应用场景的不同业务需求,将底层的物理节点按照功能类型划分为三个虚拟子网的节点集合。然后根据不同应用场景的不同服务功能链的要求,分别对每一类的网络切片进行建模,形成混合整数线性规划的基于SDN和NFV的网络切片的数学模型,并提出了基于拉格朗日对偶分解的算法,将网络切片的数学模型转换为节点和链路的子问题,再对分解的子问题进行映射方案的求解。仿真结果表明,与以往算法相比,文中提出的算法在资源利用率、接受率、平均执行时间方面具有更好性能。展开更多
随着虚拟化技术的出现,网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)和软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)技术使网络功能从硬件中抽象出来并可运行在虚拟机上,将虚拟网络功能映射部署到物理网络上,为用户提供定...随着虚拟化技术的出现,网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)和软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)技术使网络功能从硬件中抽象出来并可运行在虚拟机上,将虚拟网络功能映射部署到物理网络上,为用户提供定制化服务。服务功能链(Service Function Chaining,SFC)由一组虚拟网络功能组成,目前其部署的一个关键问题是如何在保证为用户提供相应服务的同时降低网络资源消耗和负载压力。为此,首先介绍了一种可用于服务功能链编排的NFV架构,并对基于SRv6技术的SFC编排过程进行说明;然后提出了一种有效的SFC动态编排算法——第一步使用广度优先搜索遍历网络并找到部署服务链的最短物理路径,第二步使用蚁群优化算法生成最优部署方案。仿真结果表明,该方案能够有效减轻网络负载,同时平均降低端到端延迟22%,减少带宽资源消耗18%,优化部署成功率23%。展开更多
在软件定义网络中,通过网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)可以有效地优化中间盒的部署以及数据包的路由,但是受中间盒之间存在的依赖关系约束,不适当的部署策略会为运营商带来额外的路由成本,降低资源利用率。为此,...在软件定义网络中,通过网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)可以有效地优化中间盒的部署以及数据包的路由,但是受中间盒之间存在的依赖关系约束,不适当的部署策略会为运营商带来额外的路由成本,降低资源利用率。为此,文章建立混合整数线性规划模型,提出一种服务链感知精准算法用于计算受中间盒依赖关系以及链路带宽约束的最小路由成本。该算法首先基于中间盒的依赖关系构造有向层级图,然后从该层级图中的源点到终点之间的最短路径中筛选出满足带宽要求的链路作为数据包的路由。仿真实验结果表明,该算法可以快速获取最优解,具有较好的应用前景。展开更多
移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)通过在网络边缘部署服务器,提供计算和存储资源,可为用户提供超低时延和高带宽业务。网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)与MEC技术相结合,可在MEC服务器上提供服务功能链(Ser...移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)通过在网络边缘部署服务器,提供计算和存储资源,可为用户提供超低时延和高带宽业务。网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)与MEC技术相结合,可在MEC服务器上提供服务功能链(Service Function Chain,SFC),提升用户的业务体验。为了保证移动用户的服务质量,需要在用户跨基站移动时将SFC迁移到合适的边缘服务器上。主要以最小化用户服务的端到端时延和运行成本为目标,提出了MEC网络中具有资源容量约束的SFC迁移策略,以实现移动用户业务的无缝迁移。仿真结果表明,与现有方案相比,该策略具有更好的有效性和高效性。展开更多
针对优化服务功能链(Service Function Chain,SFC)可靠性时资源利用率低的问题,提出了特征关联的服务功能链可靠性优化算法。首先,从底层节点的资源可用率、周边资源密集度、全网中心性评价其作为虚拟网络功能(Virtual Network Function...针对优化服务功能链(Service Function Chain,SFC)可靠性时资源利用率低的问题,提出了特征关联的服务功能链可靠性优化算法。首先,从底层节点的资源可用率、周边资源密集度、全网中心性评价其作为虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)实例备选节点的优势,从VNF实例的节点度数与带宽流量评价其作为备选对象的优势。其次,逐个对优越性最高的VNF实例选择备份底层节点,直到所有SFC的可靠性满足客户要求。在为VNF实例选择备份底层节点时,提出了基于资源特征关联感知的备份节点选择算法,将当前VNF实例所映射的底层节点与其他待备份VNF实例的底层节点的邻接节点进行关联,为当前VNF实例选择最优备份底层节点的同时,减少为其他待备份VNF实例选择备份底层节点时链路的开销。仿真结果表明,相比于已有算法,该SFC可靠性优化算法下备份实例数降低了约29%,备份带宽资源消耗降低了约42%,SFC接受率提升了约12%。展开更多
网络负载均衡器是实现网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)的重要功能组件,通过其准确的业务负载分担,运营商可以灵活、高效地实现业务能力增强和容量扩展.基于DPDK技术框架设计实现了面向NFV的高性能4层网络负载均衡...网络负载均衡器是实现网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)的重要功能组件,通过其准确的业务负载分担,运营商可以灵活、高效地实现业务能力增强和容量扩展.基于DPDK技术框架设计实现了面向NFV的高性能4层网络负载均衡机制及系统HVLB,能够灵活部署运行于主流虚拟化平台.HVLB整体采用软件定义网络(software defined networking,SDN)思想设计,实现调度策略制订和数据转发的有效分离.在转发端基于用户空间实现多核多队列高效数据处理架构,同时保证各处理队列间的数据访问隔离和任务处理均衡;在控制端基于网络链路和计算相结合的综合能力作为NF选择和转发策略的制订依据,在实施业务数据准确分发的基础上保障了网络性能.基于KVM的原型系统实验结果表明:与现有LVS系统相比,HVLB极大地提升了数据包处理与转发性能,并实现了64字节UDP数据包的线速转发.展开更多
文摘软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)已经成为新一代网络体系结构的新范式。SDN和NFV可以有效地提高部署和管理服务功能链(Service Function Chains,SFCs)的灵活性。文中融合SDN和NFV,并应用到网络切片的资源优化中,为未来的5G三大业务场景实现定制服务的有效部署,提出了一种基于SDN和NFV的网络切片资源优化算法。首先针对5G uRLLC,eMBB,mMTC三大应用场景的不同业务需求,将底层的物理节点按照功能类型划分为三个虚拟子网的节点集合。然后根据不同应用场景的不同服务功能链的要求,分别对每一类的网络切片进行建模,形成混合整数线性规划的基于SDN和NFV的网络切片的数学模型,并提出了基于拉格朗日对偶分解的算法,将网络切片的数学模型转换为节点和链路的子问题,再对分解的子问题进行映射方案的求解。仿真结果表明,与以往算法相比,文中提出的算法在资源利用率、接受率、平均执行时间方面具有更好性能。
文摘随着虚拟化技术的出现,网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)和软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)技术使网络功能从硬件中抽象出来并可运行在虚拟机上,将虚拟网络功能映射部署到物理网络上,为用户提供定制化服务。服务功能链(Service Function Chaining,SFC)由一组虚拟网络功能组成,目前其部署的一个关键问题是如何在保证为用户提供相应服务的同时降低网络资源消耗和负载压力。为此,首先介绍了一种可用于服务功能链编排的NFV架构,并对基于SRv6技术的SFC编排过程进行说明;然后提出了一种有效的SFC动态编排算法——第一步使用广度优先搜索遍历网络并找到部署服务链的最短物理路径,第二步使用蚁群优化算法生成最优部署方案。仿真结果表明,该方案能够有效减轻网络负载,同时平均降低端到端延迟22%,减少带宽资源消耗18%,优化部署成功率23%。
文摘在软件定义网络中,通过网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)可以有效地优化中间盒的部署以及数据包的路由,但是受中间盒之间存在的依赖关系约束,不适当的部署策略会为运营商带来额外的路由成本,降低资源利用率。为此,文章建立混合整数线性规划模型,提出一种服务链感知精准算法用于计算受中间盒依赖关系以及链路带宽约束的最小路由成本。该算法首先基于中间盒的依赖关系构造有向层级图,然后从该层级图中的源点到终点之间的最短路径中筛选出满足带宽要求的链路作为数据包的路由。仿真实验结果表明,该算法可以快速获取最优解,具有较好的应用前景。
文摘移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)通过在网络边缘部署服务器,提供计算和存储资源,可为用户提供超低时延和高带宽业务。网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)与MEC技术相结合,可在MEC服务器上提供服务功能链(Service Function Chain,SFC),提升用户的业务体验。为了保证移动用户的服务质量,需要在用户跨基站移动时将SFC迁移到合适的边缘服务器上。主要以最小化用户服务的端到端时延和运行成本为目标,提出了MEC网络中具有资源容量约束的SFC迁移策略,以实现移动用户业务的无缝迁移。仿真结果表明,与现有方案相比,该策略具有更好的有效性和高效性。
文摘针对优化服务功能链(Service Function Chain,SFC)可靠性时资源利用率低的问题,提出了特征关联的服务功能链可靠性优化算法。首先,从底层节点的资源可用率、周边资源密集度、全网中心性评价其作为虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)实例备选节点的优势,从VNF实例的节点度数与带宽流量评价其作为备选对象的优势。其次,逐个对优越性最高的VNF实例选择备份底层节点,直到所有SFC的可靠性满足客户要求。在为VNF实例选择备份底层节点时,提出了基于资源特征关联感知的备份节点选择算法,将当前VNF实例所映射的底层节点与其他待备份VNF实例的底层节点的邻接节点进行关联,为当前VNF实例选择最优备份底层节点的同时,减少为其他待备份VNF实例选择备份底层节点时链路的开销。仿真结果表明,相比于已有算法,该SFC可靠性优化算法下备份实例数降低了约29%,备份带宽资源消耗降低了约42%,SFC接受率提升了约12%。
文摘网络负载均衡器是实现网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)的重要功能组件,通过其准确的业务负载分担,运营商可以灵活、高效地实现业务能力增强和容量扩展.基于DPDK技术框架设计实现了面向NFV的高性能4层网络负载均衡机制及系统HVLB,能够灵活部署运行于主流虚拟化平台.HVLB整体采用软件定义网络(software defined networking,SDN)思想设计,实现调度策略制订和数据转发的有效分离.在转发端基于用户空间实现多核多队列高效数据处理架构,同时保证各处理队列间的数据访问隔离和任务处理均衡;在控制端基于网络链路和计算相结合的综合能力作为NF选择和转发策略的制订依据,在实施业务数据准确分发的基础上保障了网络性能.基于KVM的原型系统实验结果表明:与现有LVS系统相比,HVLB极大地提升了数据包处理与转发性能,并实现了64字节UDP数据包的线速转发.
