[发明专利]一种基于节点筛选的服务功能图低时延映射方法

说明书

本发明属于网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)中的服务功能链(ServiceFunctionChain，SFC)映射技术领域，具体涉及一种基于节点筛选的服务功能图低时延映射方法。本发明通过对服务功能图中的关键节点的映射位置加以限制，确保整体映射方向不会有太大偏移，避免了局部最优解的情况发生，并且因为考虑时延组成部分时，计算的时延组成更加全面，因此求得的映射方案具有比现有方法更佳的时延性能。

技术领域

本发明属于网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)中的服务功能链(ServiceFunctionChain，SFC)映射技术领域，具体涉及一种基于节点筛选的服务功能图低时延映射方法。

背景技术

随着近年来移动互联网的急速发展，网络资源的需求量也越来越大。传统网络中的专用设备成本高昂、功能有限、部署不方便等缺点也体现地越来越明显，随着新兴技术的不断涌现，新的功能需求也会大量出现，专用设备必然会退出历史舞台。而NFV技术很好的解决了专用设备无法解决的问题，它的兴起为网络的发展提供了巨大的潜力。所以，对NFV网络的各方面进行不断的优化非常具有研究的意义。

在NFV研究中，SFC的映射问题至关重要，其关系到采用NFV技术后，新网络对用户提供的网络服务质量。但是通常进行映射处理的SFC都是线性的，SFC中的每一个虚拟网络功能(Virtualized Network Function，VNF)都严格按照线性排列，不能跳过拓扑上的某个VNF直接去处理后续的VNF，也不能够并行处理拓扑上的VNF。很明显，在此基础上通过优化映射算法能够降低的时延是有限的，整数线性规划求出的最优解也证明一个SFC映射的时延是有下限的。如果还要继续对时延性能进行优化，就需要从另外的角度考虑。

因此，服务功能图(Service Function Graph，SFG)的概念应运而生。服务功能图的拓扑不再是单纯的线性结构，而是可以支持合理的并行处理。事实上，学术界对此已经有了一些初步的研究，如以下两例算法：一是定向非循环服务功能图(Service FunctionGraphwithdependent directional acyclic graph，SFG_DAG)映射算法，该算法根据VNF与候选映射物理节点上已经映射的VNF的依赖关系的不同，分别采取不同的子算法来计算映射方案。但由于只考虑候选物理节点而没有全局搜索最优解，所以SFG_DAG时延性能不佳。二是考虑同层部署的动态最小响应时间(dynamic minimum response time consideringsame level，DMRT_SL)算法，在它的求解步骤中，VNF的部署顺序基于VNF在原始拓扑中的父子关系，每个VNF都与其父VNF之间有最短路径时延，但是它没有考虑与目的节点之间的时延，所以可能出现求出的映射方案是局部最优解的情况，这将导致时延性能不佳的问题。

发明内容

针对以上存在的问题或不足，为了解决现有的网络功能虚拟化中服务功能图的低时延映射问题，本发明提供了一种基于节点筛选的服务功能图低时延映射方法。该方法保证了映射方案的低时延特性，同时避免了求得局部最优解的情况。

首先对技术术语做出如下定义：

关键节点：指在服务功能图的拓扑中，存在不止一个父VNF或者子VNF的VNF节点。

父VNF/子VNF：指在服务功能图拓扑中，依照从源节点到目的节点的方向，一个VNF节点的上一个/下一个节点。

祖先VNF/子孙VNF：指在服务功能图拓扑中，依照从源节点到目的节点的方向，一个VNF节点的上游/下游节点。

本发明技术方案如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤1：确定服务功能图拓扑的关键节点，即拓扑中包含两个或两个以上父节点或子节点的VNF节点；