[发明专利]资源感知的服务链备份节点分配算法及装置

说明书

本发明公开了一种资源感知的服务链备份节点分配算法及装置，其中，算法包括：对资源感知的服务链备份问题进行数学建模，以根据服务链备份问题和最佳备份方案的条件得到求解最优方案的问题公式；根据求解最优方案的问题公式得到数学模型中变量的变量范围，其中，变量为服务链中每个VNF分配的备份节点的数量；根据数学模型的变量范围且通过差分优化求得最优解，以得到服务链备份节点分配结果。该算法可以实现在满足服务链整体可靠性的同时，使备份节点占用的资源量最小。

技术领域

本发明涉及服务链的备份节点的分配技术领域，特别涉及一种资源感知的服务链备份节点分配算法及装置。

背景技术

网络中端到端的业务部署通常需要各种各样的网络功能，这些网络功能包含防火墙，负载均衡器和深度包检测等，业务流量需要按顺序经过一系列的网络功能，并且称这一系列有序的网络功能组成了服务链。由于服务链的连接形式是串联的，所以当服务链中的任意一个失效，都将导致整条服务链失效，而服务链的可靠性对于网络运营商的业务来说至关重要。因此当网络运营商需要部署一条服务链时，如果服务链的整体可靠性没有满足时，则需要为服务链中的网络功能部署备份节点。

VNF(Virtual Network Function，虚拟网络功能)在通用服务器上运行时会消耗服务器上的资源，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)资源、内存资源、网络I/O(input/output，输入/输出端口)资源等，而且由于不同类型的VNF在服务链中实现的功能不同，通常会消耗不同量的资源，例如在同一条服务链中的深度包检测VNF比防火墙VNF消耗更多的CPU资源，因为深度包检测VNF在处理每个网络数据包时的逻辑更加复杂。此外，VNF运行在通用服务器上时不是百分之百可靠的，可能会因为软件或硬件原因而发生故障，通常用可靠性参数来描述VNF运行时的可靠程度，通常不同类型的VNF可靠性参数是不同的。

因为同一条服务链中不同的VNF消耗的资源量和可靠性参数都不同，如何为服务链中不同的VNF分配备份节点的数量对服务链整体的可靠性和备份节点的资源消耗有很大的影响。相关技术的技术方案都不能解决这个问题，相关技术的技术方案在解决这个问题时只考虑了VNF的可靠性参数不同，而忽略了VNF可能消耗不同量的资源，即相关技术方案只实现了在满足服务链整体可靠性的同时，使得所分配的备份节点的数量最少，而在满足服务链整体可靠性的同时，使得所分配的备份节点占用的总的资源量最少这个问题还有待解决。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种资源感知的服务链备份节点分配算法，该算法可以实现在满足服务链整体可靠性的同时，使备份节点占用的资源量最小。

本发明的另一个目的在于提出一种资源感知的服务链备份节点分配装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种资源感知的服务链备份节点分配算法，包括以下步骤：对资源感知的服务链备份问题进行数学建模，以根据所述服务链备份问题和最佳备份方案的条件得到求解最优方案的问题公式；根据所述求解最优方案的问题公式得到数学模型中变量的变量范围，其中，所述变量为服务链中每个VNF分配的备份节点的数量；根据所述数学模型的变量范围且通过差分优化求得最优解，以得到服务链备份节点分配结果。

本发明实施例的资源感知的服务链备份节点分配算法，当服务链中每个VNF的可靠性参数和消耗的资源量已知，且备份节点的可靠性参数已知的情况下，可以实现在满足服务链整体可靠性的同时，使备份节点占用的资源量最小。

另外，根据本发明上述实施例的资源感知的服务链备份节点分配算法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述求解最优方案的问题公式为：