[发明专利]一种虚拟网络功能的优化调度方法

说明书

本发明公开了一种虚拟网络功能的优化调度方法，首先采用动态优先级排队算法对用户服务进行排序，然后再采用比较调度算法对排序后的用户服务进行调度。动态优先级排队算法使得SFC在部署前建立公平高效的队列，从而减少用户服务的总等待时间，而比较调度算法则可以决策在共享物理网络时优先处理一些功能，使得总传输时间最短。

技术领域

本发明属于网络功能虚拟化技术领域，具体涉及一种虚拟网络功能的优化调度方法的设计。

背景技术

随着云计算和大数据的发展，网络功能虚拟化(Network FunctionVirtualization，NFV)技术在工业界和学术界引起了越来越多的关注。云服务提供商(ISPs)需要通过利用网络功能虚拟化的技术分配底层物理网络资源来承载众多虚拟网络；网络功能虚拟化技术正在被广泛地用来共享底层物理网络资源、满足应用和服务的多样性。

近来，用户关于数据服务的需求改变迅速。为了更高效的服务用户，电信服务提供商(Telecommunication Service Providers，TSPs)需要及时提供一种新的短生存周期的网络服务。可是我们都知道，网络功能向来是在专用物理硬件代理或者网络应用上实现的(如入侵检测系统、防火墙和代理服务器等)。由于这种基于硬件的实现方式，网络功能的实现变得更加的复杂和耗时。例如，在已部署存在的网络设备上增加新的功能会由于缺乏灵活性而难以实现，改变不同网络条件下专用硬件设备的网络位置也将变得不便及昂贵。因此，高效部署新的网络功能并且同时兼顾用户的高要求对于网络运营商变得愈发困难。另外，在某些情况下，电信服务提供商必须不断地购买及使用新的专用硬件设备，对于他们来说，原已存在的十分昂贵且还需要维护专用硬件设备，再加上不断投入购买使用的新设备，资本和运行的支出将会大大地增加。

为了克服这些困难，电信服务提供商找到了一些可以灵活动态地部署网络功能以减少投入和产品周期的方法。其中一种用于解决这些问题的具有很大潜力的技术就是已经被提出的网络功能虚拟化。

对于网络服务提供商来说，网络功能虚拟化充分地给网络功能的实现带来了灵活性和可扩展性。通过这种技术，不同的网络功能从专用硬件设备中分离出来并虚拟化成软件组件。在这样的背景下，若干网络功能被分解成运行在虚拟设备上的不同的虚拟网络功能(Virtualization Network Function，VNF)。根据用户特定的需求，这些虚拟网络功能可以被连接定制成服务功能链(Service Function Chain，SFC)。

减少了对于专用硬件设备的依赖性，电信服务提供商们将不再需要担心一直以来由于部署硬件代理器而带来的效率低、花费高的缺陷。例如，当更新一个新的网络功能时，电信服务提供商们所需要做的就只是在虚拟机上实例化这个新的网络功能，而不再需要特地购置专用硬件设备，这将显著地减少资本投入。此外，NFV向运营商们保证了更加灵活的网络部署及重构，这意味着运营商们只需要花费极少的时间和资源去部署和维护VNFs的编排，对于减少运行资本的投入和维护的花费也将做出极大的贡献。

然而，根据欧洲电信标准化协会(ETSI)，网络功能虚拟化同时也带来了一系列新的挑战，这其中就包括了NFV的性能、管理编排和基础设施配置。在网络功能虚拟化中，为了提高资源利用率，不同的服务功能链将共享相同的物理资源。由于物理资源的限制，网络功能将通过有限带宽的链路被相互连接从而可能产生传输延迟。在网络功能虚拟化的环境下，处理和调度延迟也是应该被考虑的，否则将会导致网络性能的退化。