[发明专利]一种基于QoS保障的服务功能链动态部署方法

说明书

本发明涉及一种基于QoS保障的服务功能链动态部署方法，属于移动通信技术领域。该方法为：5G网络切片借助软件定义网络和网络功能虚拟化技术实现了资源的灵活配置。为了提高切片网络中通信业务的QoS，建立面向可靠性需求的服务功能链部署模型，该模型以最小化端到端时延为目标，设计一种基于QoS保障的服务功能链动态部署方案。该方案综合考虑了节点位置和可靠性，利用一种新颖的节点排序方法进行虚拟网络功能的部署，均衡网络的负载。在链路映射过程中，通过选择满足可靠性需求的时延最短路径提高QoS。本发明在降低服务功能链端到端时延的同时保证了部署的可靠性，并且提高了请求接受率和资源利用率。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种基于QoS保障的服务功能链动态部署方法。

背景技术

目前移动网络行业正在迅速向5g演进，“移动宽带增强”、“大规模物联网”、“低时延高可靠通信”三大类新应用领域将发挥重要作用。5g网络具有很高的灵活性来应对移动运营商的业务变化，特别是网络功能虚拟化概念的提出使得基础设施能够灵活地满足垂直应用需求的多样化。网络切片是无线虚拟网络中灵活配置资源的技术，可以快速部署和集中管理。它主要是借助软件定义网络(software defined network,SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)技术，将有限的物理资源经过分割和重组，形成逻辑上相互独立的虚拟网络资源供各个切片网络使用，以此实现网络资源的重复高效利用，减少运营商的成本投入和运营支出，为租户提供更好质量的同时提高了网络资源的利用率。在切片网络中，每个业务请求由一些不同的虚拟网络功能(virtual networkfunction,VNF)组成，这些网络功能互联起来称为服务功能链(service functionchaining,SFC)。每个业务请求的需求不同，会造成每个SFC上的VNF集合不同，如何有效地部署SFC使得在满足切片业务服务质量(quality of service,QOS)的同时最大化虚拟运营商的收益是5G网络中研究的热点问题。

5G移动通信系统低时延场景对通信服务的时延要求较高，需要支持用户毫秒级的端到端网络服务。所以降低网络服务的端到端时延是SFC部署需要解决的关键问题之一。现有的发明都是把处理时延和传输时延作为端到端时延进行分析。把处理时延设为固定值，忽视了节点负载对时延的影响，不符合实际，限制了适用网络服务的规模，而且没有考虑由节点位置和可靠性造成的时延问题。

SFC部署过程中，无论是硬件故障(例如正在执行VNF的物理节点发生故障)还是软件故障(例如VNF自身的错误配置)都会破坏整个链路从而导致服务暂停。到目前为止，大多数已有发明采用基于冗余的VNF部署策略来实现SFC部署的可靠性。应该注意到，这些冗余的VNF的存在将增加服务功能链的长度，从而增加该服务的端到端时延，这对于时延受限的SFC是非常不利的，而且降低了资源的利用率。因此研发新的SFC部署方案提高SFC部署的服务质量很有必要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于QoS保障的服务功能链动态部署方法，能够根据底层资源动态为SFC分配资源，提高SFC部署的QoS，即在最小化端到端时延的同时保证SFC的可靠性需求。此外，本发明的另一目的在于能够接受更多的SFC请求从而最大化底层资源的利用率。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于QoS保障的服务功能链动态部署方法，包括以下步骤：

S1：针对切片网络中通信业务的QoS问题，建立面向可靠性需求的服务功能链(service function chaining,SFC)部署模型，该模型以最小化端到端时延为目标；

S2：综合考虑节点位置和可靠性，利用一种新颖的节点排序方法分别对物理节点和服务功能链中的虚拟网络功能(virtual network function,VNF)排序；

S3：根据节点排序结果确定节点映射优先级，选择满足资源约束的节点进行虚拟网络功能的部署，实现负载的均衡；