[发明专利]一种云网络中移动应用的快速迁移方法

说明书

本发明公开了一种云网络中移动应用中的快速迁移方法，以提高用户的服务质量、实现服务无缝迁移为首要目的，最大程度地缩短SFC的迁移时间，另外为保证服务迁移的成功性与合理性，综合考虑了迁移的操作开销与资源消耗等成本，本发明方法不但高效、快速，而且能结合当前网络状态实现迁移方案的综合最优性。

技术领域

本发明属于数据迁移技术领域，具体涉及一种云网络中移动应用的快速迁移方法。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展及各类移动设备的快速普及，移动服务请求数量日剧增加，越来越多的用户都希望能随时随地、灵活便捷地接入他们的服务请求。移动网络功能的虚拟化和移动云计算的应用进一步促进了这一点，但在移动应用空前骤增的今天，运营商必须重新考虑移动服务的管理方案，尤其是对于长途和/或高速移动的用户(如车辆和子高速列车)。当用户移动时，SFC需要根据用户时变的接入位置及时更改服务路径来保证服务的继续，这就对基于NFV的SFC能够动态变化和具有自适应性提出了需求与挑战。

网络功能虚拟化奠定了服务功能的虚拟化及其在虚拟机上的执行的基础。任何服务请求都可以由服务功能链(Service Function Chain,SFC)表示，SFC是一组根据给定顺序执行功能的虚拟网络功能(Virtualization Network Function,VNF)。VNFs的运行需要VNF实例(Virtualization Network Function Instance，VNFI)的实例化，这些实例通常是在VM上执行的软件模块。

类似于移动通话，与最开始呼叫的无法接通相比，人们更加难以忍受通话的突然中断。服务中断不但会降低用户体验，使用户扫兴抱怨，更严重的是可能中断重要的文件传输、服务请求、商务洽谈及合作交易等重要事务，而错失重要的合作机会或造成巨大的经济损失。因此越来越多的用户希望无论何时何地，移动或是静止都能方便快速地接入、继续他们的请求。即当用户移动时，SFC需要根据用户时变的接入位置及时更改服务路径，重新调整SFC的部署策略来保证服务的继续，这就对基于NFV的SFC能够动态变化和具有自适应性提出了需求与挑战。而SFC迁移技术的出现，在一定程度上能很好的解决这一问题。遗憾的是，目前对SFC迁移的研究大多只关注如何实现迁移，并且也都只停留在静态SFC的研究层面，而忽略了迁移的根本目的：快速恢复在线服务，避免服务的突然中断。当用户移动到原始接入点服务器的服务区域之外时，为避免正在进行的服务中断，应快速将用户的SFC实行迁移，以确保用户移动时的服务连续性，实现无缝的服务迁移(即不中断正在进行的服务)。

在目前已有一些关于SFC迁移的算法出现，为了处理底层网络节点的负载均衡，实行对VNF的迁移，开发了一种SFC部署方法以响应不断变化的工作负载，并将VNFI整合到尽可能少的服务器上，从而降低能耗；这种方法只考虑了静态SFC的离线迁移。而静态的SFC部署方案会使用户与其VNFs之间的路径次优，不仅会造成不必要的带宽消耗，还会降低用户体验，没有实际应用价值。另外提出了一种VNFIs的迁移策略，该策略考虑迁移过程中由于QoS降低而导致的投入损失，以及迁移过程中发生的信息丢失给用户带来的损失，其目标是最小化由于QoS退化而造成的能源消耗和收入损失；这种方法仅仅试讲VNFIs迁移到尽可能少的服务器上，降低能源消耗，而根本没有考虑到用户的在线移动带来的迁移需求，在移动请求飞速增长的今天，此法已不能满足需求，因此没有太大的研究意义。有学者还提出了如何在动态环境下实行SFC部署和调整，并构建算法重新在服务器中用户SFC部署以权衡资源消耗和运营开销，共同优化新用户SFC的部署和在服务中心用户SFC的调整；这种方法虽然考虑到了在线用户的移动问题，每当有新的用户接入请求或新的用户移动请求时，系统都会全部为网络中的所有SFC重部署和调整，但遗憾的是这一做法是以牺牲巨大的时间复杂度为代价的，在现实应用中得不偿失，而且该方法鲁棒性极差，当此刻的网络状态不足以支撑当前时刻所有新用户的接入请求与在服务中用户的迁移请求时，整个算法系统将陷入瘫痪。

发明内容