[发明专利]一种基于负载均衡的虚拟网络功能动态部署方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于负载均衡的虚拟网络功能动态部署方法：获取第一指令，获得节点以及链路信息；基于节点、链路，在功能节点上枚举部署的伪VNF；分裂节点以及伪VNF，连接分裂后的节点分配加权有向边，构造边加权图；构造伪VNF分裂的多阶段边权图；计算每一条虚拟路由路径的相对成本，并将获得的每一条虚拟路由路径的相对成本做比较，相对成本最小的虚拟路由路径中的各个节点以及链路映射到原物理网络中；本发明的有益效果为实现网络负载均衡和资源消耗成本最小化；SDN控制器将为新传入的请求流提供最优数量的VNF，并在合适的位置根据资源容量的约束和特定的SFC顺序部署并激活VNF实例，保证整个网络的负载均衡。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种基于负载均衡的虚拟网络功能动态部署方法及系统。

背景技术

网络功能虚拟化改变了网络功能只能在专有平台上实现的情况，解耦了物理网络设备和运行于其之上的网络功能，灵活地为用户提供各种通信服务，并能够快速支持新服务，降低了设备投资和运营费用。通过使用NFV可以减少甚至移除现有网络中部署的中间件，它能够让单一的物理平台运行于不同的应用程序，用户和租户可以通过多版本和多租户使用网络功能，从而促进软件网络环境中的新网络功能和服务的创新，NFV适用于任何数据平面和控制平面功能、固定或移动网络，也适合需要实现可伸缩性的自动化管理和配置。软件定义网络通过标准化的交互协议可实现数据转发层面和控制层面的分离，即实现控制和转发相分离，实现逻辑集中的控制器，使得控制器可掌握网络全局信息，而在转发层面只负责根据控制层下发的指令进行数据的传输以及数据的上传，实现了更加灵活的流量控制能力和网络的可编程性。基于SDN和NFV，运营商可以根据请求流的路由要求及当前网络的负载状况在功能节点上动态部署所需的VNF实例，实现网络的负载平衡。但是，在实现NFV的SDN网络中，每种类型的VNF不只有一个实例，相同类型的VNF可以部署在不同的功能节点上，这给路由路径的选择增加了难度，若静态部署VNF，则会大大增加部署成本，若是没有请求所需的VNF，就会直接拒绝请求，显然，这样会造成较低的流量接收率，并且请求流需要按预定顺序遍历一系列特定的VNF实例，例如防火墙、入侵检测系统等，这种流量按照特定顺序经过的网络中的VNF组成的一条功能链路就称为服务功能链，服务功能链是指提供了定义有序网络服务(例如防火墙、负载均衡)列表的功能，一个服务链通常都会有入口节点和出口节点，服务链的组织顺序，和服务节点的物理拓扑无关数据报文进入服务链以后，就会按照服务链既定的顺序穿过各个服务节点，但有些只关注了功能节点中的CPU资源或链路中的带宽资源约束问题，而未考虑SDN交换节点中具有高能耗且昂贵的流表资源和服务功能链要求。因此，我们必须制定一种优化策略，以从多VNF实例环境中选择或动态部署所需的VNF，以满足具有服务功能链请求流的路由顺序要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于负载均衡的虚拟网络功能动态部署方法，实现了在减少请求流对资源消耗成本的同时实现了网络的负载均衡，并提高了网络吞吐量以及流量接收率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于负载均衡的虚拟网络功能动态部署方法，包括以下步骤：

S1：获取第一指令，根据资源约束，获得节点信息以及链路信息，所述第一指令为传入支持网络功能虚拟化的软件定义网络的流请求指令；

S2：基于节点信息、链路信息以及第一指令，在功能节点上枚举可以部署的伪VNF，所述节点包括功能节点和交换节点，所述交换节点用于转发与传输数据，所述功能节点用于转发数据，以及通过其上的VNF实例处理数据；

S3：分裂节点以及伪VNF，连接分裂后的节点并分配加权有向边，构造边加权图；

S4：基于请求流信息中服务功能链中VNF的顺序以及边加权图，构造伪VNF分裂的多阶段边权图，并基于多阶段边权图，获取若干虚拟路由路径；