业务链部署中的网元放置和流调度联合优化研究

发布时间：2020-05-09 11:06

【摘要】：网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)的提出旨在解决当前网络管理和服务提供中由于铺设大量专用硬件设备而导致的僵化和困难。通过将网元(Network Function,NF)从专用设备中剥离出来,以虚拟化网元(Virtual Network Function,VNF)的形式部署在通用的网络设备,NFV实现软硬件解耦以及网元和业务链的灵活部署。然而,NFV也带了一系列新的挑战,其中典型的有NFV资源分配中的业务链部署问题。业务链部署主要涉及三个阶段的优化:VNF选择阶段、VNF映射阶段以及VNF间流量调度阶段。理想的业务链部署应当联合地、综合地考虑上述三个阶段的优化因为这三个阶段是相互影响、相互作用的。然而,当前绝大多数的相关研究仅仅考虑了业务链部署的一个阶段或二个阶段的优化而把其他的阶段视为已知量或输入。仅有极少数工作研究了协调三个阶段的业务链部署问题,然而协调性能并不非常理想。因此,有必要对联合三个阶段优化的业务链部署问题进行更深入的研究。在本文中,把VNF选择阶段和VNF映射阶段统称为网元放置,把VNF间流量调度阶段称为流调度,并研究了联合优化三个阶段的业务链部署问题,即业务链部署中的网元放置和流调度联合优化。在本文中,首先建立了一种典型的网元放置和流调度的联合优化模型。其次,提出并使用齐次链路建模法(Homogeneous Link Mapping,HLM)建立了上述模型所对应的CPLEX模型,以便使用CPLEX优化工具求解最优的业务链部署方案并用来评估后续设计的启发式算法。然后,本文分析讨论了在当前模型下不同拓扑结构的底层物理网络对业务链部署性能的影响。最后,为实现业务链的快速编排和部署,本文设计了一种启发式的业务链部署算法Merge-Split Viterbi(MSV),并详细分析了MSV算法的性能。
【图文】：

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作为ＮＦＶ的发起标准组织，于２０１５年发布了邋ＮＦＶ的参考框架，而该框架得到逡逑了业界的普遍认可，并成为了业界的事实标准。目前，ＮＦＶ标准框架己基本稳逡逑定，如图１－３所示。逡逑？厂运层逦ｉ＾￣｜＾ＮＦＶｇｇ与编排逦［逡逑■逦；逦邋逦ｖ逡逑！逦ｆ虚拟网络层逦｜１逦逦逡逑｜逦》．：［Ｉ逦逦干逦逡逑＼逦＾逡逑Ｉ翻设施层逦ｔ逡逑Ｉ逦ｒｔｉｓ逦Ｉ逦——逡逑：逦｜逦｜逡逑ｉ逦ｒｖ逦：邋－邋－逦ｎｉｌ邋逦逡逑｜逦厂逦＂ｊ逦邋Ｊ逡逑－？？＂ｊ逦ｊ逡逑Ｖ邋逦ｖ逡逑图１－３邋ＥＴＳＩ邋ＮＦＶ标准框架逡逑如图中，ＮＦＶ的标准框架主要包括ＮＦＶ基础设施（ＮＦＶ邋Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＮＦＶＩ）、逡逑ＶＮＦ、ＮＦＶ邋管理与编排（ＮＦＶ邋Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ邋ａｎｄ邋Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｉｏｎ，ＮＦＶ邋ＭＡＮＯ）。其逡逑３逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP393.01

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本文编号：2656046