[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于节点筛选的服务功能图低时延映射方法，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；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；步骤2：利用有效节点选择算法从物理网络拓扑中筛选出一个物理节点集合N_KN，作为关键节点的映射范围；步骤3：将步骤2得到的N_KN中不满足计算资源或者带宽资源的物理节点删除；如果剩余的物理节点数量小于关键节点的数量，则将步骤2中有效节点选择算法的迭代次数翻倍，并重复步骤2，直至剩余的物理节点数量大于或等于关键节点的数量后，进入步骤4；步骤4：对步骤3得到的N_KN中剩余的每一个物理节点，都根据公式(1)，计算关键节点N(i)对应的权值式中等号右侧第一项表示VNF映射到物理节点处所产生的处理时延；式中等号右侧第二项表示VNF映射到物理节点处所产生的实例化时延，其中表示布尔变量，当它取值为1时表示服务功能图的关键节点N(i)映射在交换机k的服务器上第l个新实例化的服务功能实例f(i)上，否则为0，Delay_new表示新实例化一个VNF所产生的时延；式中等号右侧第三项表示所有与该物理节点相连的物理链路当前的平均链路时延，表示与该物理节点相连的物理链路数量，Delay_mn表示物理链接(m,n)之间的传输时延；式中等号右侧第四项分两种情况：当关键点KN_i有不止一个子VNF时，表示从源节点到当前节点KN_i的最小链路时延；当关键点KN_i有不止一个父VNF时，表示从当前节点KN_i到源节点或目的节点的最小链路时延；步骤5：所有权值计算完成后，从N_KN中选择权值最小的物理节点作为关键节点f(i)在物理网络中的映射位置，重复步骤4直到所有关键节点映射完成；步骤6：将所有非关键点按照所需资源降序的规则进行排序，排序之后按照所需资源由高到低的顺序，依次按照后续步骤所述方式进行映射处理；步骤7：假设当前需要映射的非关键节点为N(j)，找到该节点最邻近的已映射祖先节点为N(j)_f，祖先节点包括源节点；最邻近的已映射子孙节点为N(j)_s，子孙节点包括目的节点；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；步骤8：利用有效节点选择算法求出映射N(j)_f和N(j)_s的物理节点之间的有效节点集合N_NKN，此处有效节点选择算法的初始迭代次数为1；步骤9：将步骤8得到的N_NKN中不满足计算资源或者带宽资源的物理节点删除，如果剩余的物理节点数量小于1，则将有效节点选择算法的迭代次数翻倍，并重复步骤8直至剩余的物理节点数量大于或等于1后，进入步骤10；步骤10：对步骤9得到的N_NKN中剩余的每一个物理节点，都根据公式(2)，计算该非关键节点N(j)对应的权值式中等号右侧第一项表示VNF映射到物理节点处所产生的处理时延；式中等号右侧第二项表示VNF映射到物理节点处所产生的实例化时延，其中表示布尔变量，当它取值为1时表示服务功能图的关键节点N(j)映射在交换机k的服务器上第l个新实例化的服务功能实例f(j)上，否则为0；式中等号右侧第三项表示所有与该物理节点相连的物理链路当前的平均链路时延，表示与该物理节点相连的物理链路数量；式中等号右侧第四项Delay_fs表示当前物理节点NKN_j到N(j)_f和N(j)_s的最短时延路径的时延之和；步骤11：所有权值计算完成后，从N_NKN中选择权值最小的物理节点作为非关键节点N(j)在物理网络中的映射位置，重复步骤10直到所有非关键节点映射完成。