[发明专利]一种基于OpenNF机制的快速网络更新方法

说明书

本发明公开了一种基于OpenNF机制的快速网络更新方法，保证了多NF和多数据流更新的一致性；对于单个数据流，改变了传统基于OpenNF机制的网络更新方法中，顺序更新NF的做法，采用各自计算更新时间，一起更新的方法，从而有效地减少了单个流的更新时间，并通过预测缓冲包的最早释放时间对其进行优化，以减轻控制器的存储压力，提高多个流之间并行更新的可能性；对于多个流，在考虑了CPU、带宽和控制器内存等网络资源限制的情况下，通过安排多流更新顺序以快速更新网络。

技术领域

本发明涉及网络更新领域，具体地，涉及一种基于OpenNF机制的快速网络更新方法。

背景技术

移动设备的普及和无线网络的广泛部署，使得越来越多的人可以轻松访问互联网，3G/LTE 技术使得智能设备对多媒体流媒体的需求很高，然而，传统的基于硬件的媒体服务难以满足日益增长的用户需求。网络功能虚拟化(Network FunctionVirtualization，NFV)和软件定义网络(SDN)技术为降低媒体服务运营成本和提高网络灵活性提供了重大机遇，结合SDN和NFV，网络提供了灵活的交通转向和网络功能与资源的联合优化，然而，敏捷性为网络更新带来了新的挑战，网络更新定义为改变网络转发规则和更新NF状态。现有的一些工作只考虑了转发规则更新，而忽略了NF状态更新，一些工作等待现有流终止并只重新路由新流，这增加了更新时间和成本，一些工作同时考虑了多个流的更新和网络资源的限制，然而当一个流中同时有多个NFs更新时，他们忽略了加速更新的可能性，而且他们的方案粒度太粗，无法进一步优化更新时间。

发明内容

本发明提供了一种基于OpenNF机制的快速网络更新方法，一方面减少了单个流的更新时间，从而提高了多个流之间并行更新的可能性，另一方面在考虑了CPU、带宽和控制器内存等网络资源限制的情况下，通过安排多流更新顺序以快速更新网络。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种基于OpenNF机制的快速网络更新方法，包括：

对于单个流，所述方法包括：

步骤A1：当一个流开始被更新，对第一个需要更新的网络功能NF，控制器找到该网络功能NF之前的一个路由器，修改该路由器的路由规则，将流导向控制器以存储数据包；

步骤A2：所有网络功能NF等待其前一个网络功能NF到其之间链路上的所有飞行数据包被处理完毕后，各自开始进行更新；

步骤A3：对于每一个需要更新的网络功能NF，计算其控制器释放时间，取最大值作为实际控制器释放时间；

对于多个流，所述方法包括：

步骤B1：按照单个流的更新方法估计每个流的更新时间，通过相加获得所有流的更新时间T，将T均分为S个时间段，若在时隙s中，存在流正在更新，则q_s＝1，否则为0，且当q_s＝0时表示网络更新已经完成，从而确定多个数据流最短更新时间的优化目标为

步骤B2：计算控制器存储资源m^s，链路e上的流量负载每个NF的CPU使用率时隙t时节点v上的最大流条目确保关于q_s、的限制条件；其中，代表流i从旧路径更新到新路径的部分，代表流i在时隙s的开始更新标志；

步骤B3：简化优化目标为更新过程中控制器存储资源空闲程度最低其中，C代表控制器容量，在不违反步骤B2资源限制条件的情况下，求解优化目标。

进一步的，步骤A3中以优化方法计算其控制器释放时间，取最大值作为实际控制器释放时间，优化计算方法包括：