[发明专利]一种面向NUMA架构服务器的虚拟网络功能链部署方法和系统

说明书

本发明公开了一种面向NUMA架构服务器的虚拟网络功能链部署方法和系统。所述方法包括：根据服务器集群中每台服务器的容量信息，包括CPU数量、内存大小，以及待部署的网络功能服务链及其所需资源信息，建立符合真实情况的需求模型；利用基于蒙特卡洛树搜索的算法对建立的需求模型进行求解，得到最适合的部署方案。本发明解决了NUMA架构服务器中的VNF服务链的高效部署问题，可以将VNF服务链快速地部署到NUMA架构的服务器集群中，而且可以尽可能地减小由于NUMA服务器内存分布特性造成的性能损失，最大化地发挥NUMA服务器的处理性能。

技术领域

本发明涉及虚拟化技术，具体涉及一种虚拟网络功能链的部署方法和系统。

背景技术

网络功能虚拟化近些年来引起电信运营商、服务提供商和设备厂商等各方面的广泛关注，其中心思想就是把电信级设备从目前的专用平台迁移到通用的x86或x64服务器上，在通用的服务器上实现所需要的网络功能，实现了底层硬件和软件功能的解耦，颠覆了特定硬件设备对网络的限制。网络运营商可以实现更高的灵活性，并加速新服务的部署，便于后期维护、管理、整合和升级改造。同时随着计算的可扩展性需求和规模效应的提高，推动了云计算技术的发展。虚拟化是云计算的一个非常重要的特点，通过对资源的虚拟化，云计算平台可以灵活地按需提供服务。现阶段往往将网络功能虚拟化与云计算技术结合起来，通过将网络功能部署在云计算数据中心中的虚拟机上，即虚拟网络功能(VirtualNetwork Feature，VNF)，可以让网络功能得到很强的灵活性和很好的可扩展性。网络功能服务链部署问题是网络功能虚拟化技术研究中的核心问题之一，虚拟网络功能部署的好坏会对整条服务链的性能产生巨大的影响。同时随着多处理器和大内存服务器的发展，服务器已全部采用非一致性内存访问(Non Uniform Memory Access Architecture，NUMA)架构，需要更加细粒度的部署策略，如果在NUMA服务器上忽略NUMA架构进行部署，由于NUMA架构的服务器上的内存分布特性，会造成严重的性能损失。所以在进行VNF服务链部署时，考虑NUMA架构对服务链造成的影响是一个非常重要的问题。

发明内容

发明目的：为了解决在NUMA架构的服务器上进行VNF服务链部署时由于NUMA内存分布特性问题产生的性能损失现象，本发明提供了一种面向NUMA架构服务器的高效VNF服务链部署方法和系统，能够减小这种性能损失。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

第一方面，一种面向NMUA架构服务器的虚拟网络功能链部署方法，包括以下步骤：

根据服务器集群中每台服务器的容量信息，包括CPU数量、内存大小，以及待部署的网络功能服务链及其所需资源信息，建立符合真实情况的需求模型；其中，一台NUMA架构的服务器中，CPU分为多个Socket，每个Socket中都各自有一些核。

利用基于蒙特卡洛树搜索的算法对建立的需求模型进行求解，得到最适合的部署方案。

其中，所述需求模型以最大化VNF链的吞吐量之和为目标，同时满足内存、CPU、链路带宽资源的约束，将VNF链中的每个VNF部署在服务器的Socket上。具体描述如下：

问题的输入为服务器的集合V，第i台服务器的上、下行链路带宽W^u_i与W^d_i，第i台服务器Socket的集合N_i，第i台服务器第j个Socket所对应的NUMA节点的内存带宽上限D_ij，第k台服务器的Socket i、j之间的QPI带宽第k台服务器上第i个Socket的资源VNF链的集合U，第k条链的VNF集合S_k，第k条链上第i个VNF需要的资源第k条链上第i个VNF进出流量的比例