[发明专利]一种虚拟网络功能备份和部署方法

权利要求书

1.一种虚拟网络功能备份和部署方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：确定虚拟网络功能的优先级和特殊性，以及服务器的特殊性对考虑备份的VNFE问题的影响，得到部署的原则；

步骤2：根据部署的原则，将考虑备份的VNFE问题形式化为非线性0-1规划数学模型，在满足可用性约束下最小化VNF备份和部署的资源消耗；

步骤3：针对上述数学模型，设计启发式算法解决考虑备份的VNFE问题；v_n为虚拟节点，特殊的v_n的特殊值度量标准P_vn被定义为可以用于该特殊v_n部署的服务器的数量，特殊的边缘服务器的特殊值P_sn被定义为可以部署在该服务器上的特殊的v_n的数量，不特殊的v_n或者边缘服务器其特殊值为0；部署原则包括：

先部署特殊的网络功能，后部署普通的网络功能；

在部署特殊的v_n时，先选择P_vn较小的v_n，部署到P_sn较小的服务器上；

部署普通的虚拟网络功能时，优先部署到普通的服务器上，如果没有满足要求的普通服务器，则按照特殊v_n的部署原则部署；数学模型考虑的因素包括：可用性定义、优化目标、模型的约束条件；

可用性定义：计算物理服务器的可用性，由此得到网络功能部署后的实际可用性；服务链SC_i的实际可用性A′_sci为服务链中所有虚拟节点v_n的实际可用性A′_vna与虚拟链路v_l的实际可用性A′_vlc的乘积；

优化目标：目标是最大程度地减少VNF部署的资源消耗，部署成本包含两部分，分配给v_n的资源与发生故障导致的额外损失；目标表示为：

在模型中，Θ表示通过v_n故障引起的额外损失来表示v_n的功能上的优先级；Δ表示部署使用的所有服务器的特殊值之和，为了将v_n优先部署到P_sn较小的服务器上，需将Δ最小化；_Φ表示网络资源的实际消耗，包括虚拟节点所需的计算资源C_vna、存储资源S_vna和虚拟链路所需的带宽资源V_vlc；

模型的约束条件：每个服务器上的资源消耗不超过资源数量，包括虚拟节点的计算、存储资源和虚拟链路的资源；v_n和SC的要求的可用性约束和SC的延迟约束，SC为每条服务链；v_n的位置约束，以及与其实例数目相关的约束；虚拟链路和备份链路的流量一致约束；

更新虚拟节点的可用性要求：在部署之前更新v_n的可用性要求，使得重要v_n的A_vn有机会高于不重要v_n的A_vn，从而增加重要v_n先备份的机会；A_vn表示v_n的可用性要求；

部署虚拟节点：基于获得的部署原则，选择最先部署特殊值最小的特殊的v_n；如果没有特殊的v_n，则随机选择一个普通的v_n；

部署虚拟链路：如果虚拟网络中的任意两个虚拟节点之间存在虚拟链路，则在部署虚拟节点的服务器之间部署链接。