网络编排器中NFV编排器子系统的设计与实现
发布时间：2020-11-14 09:53
互联网应用、云计算技术以及物联网技术的发展驱动着社会的变革,也使网络服务成为了一种基础设施,支撑着当代人的生活。为了满足新技术和新应用对网络服务越来越多的需求,电信运营商、云计算厂商以及企业近年来在网络基础设施上进行着持续、大量的投资。然而如何高效地利用基础设施资源,在保持高盈利的同时能支持创新的网络服务,是这些厂商都面临的难题。SDN(Software Defined Networking,软件定义网络)技术的成熟落地、NFV(Network Function Virtualization,网络功能虚拟化)技术的发展以及网络编排理念的提出为解决这一问题提供了新的方案。在网络服务编排系统中整合SDN与NFV技术,根据服务需求灵活地部署网络功能,对数据平面的设备行为进行统一地管理和监控,并自动化地进行服务及资源编排,能够快速部署网络服务,可以支持未来的创新网络应用,也可以极大地降低资本支出及运维支出。因此网络服务编排成为了运营商、云计算厂商与研究机构的新的研究与实践方向。然而厂商多种多样的需求使得现有的网络编排器架构及实现通常都非常复杂。这样的复杂性不能为研究与验证网络服务编排中的问题提供便利,反而会使研究人员将大量的精力耗费在与待研究问题不相关的网络编排器的实现上。本课题依托于国家重点实验室仪器设备研制项目“网络可定义的虚拟化交换网络平台”,尝试设计并实现一种网络编排器,关注核心的编排流程,并为研究与验证编排中存在的问题提供平台支持。具体地,本文设计了一种轻量级的网络编排器架构,支持通过图形化的方式编辑服务模板、运行及监控服务实例;该架构以集中化的方式执行编排逻辑,进行服务实例的执行流程管理及资源选取等操作;该架构整合SDN技术对网络转发行为的控制能力与NFV技术对虚拟网络功能的管理能力,对不同的网络服务提供一致的编排能力。进一步地,本文设计并实现了架构中的NFV编排子系统。该系统负责编排网络服务中的VNF(Virtualized Network Function,虚拟化网络功能),定义了支持的VNF包格式,设计并实现了 VNF实例的状态管理方式以及VNF实例的操作流程,以此对不同虚拟网络功能进行统一的描述和管理。该系统设计并实现了不同类型基础设施的接入方式及基础设施资源的抽象、监控方式,以此对不同类型的基础设施资源进行统一的编排。经过测试验证,本文实现的NFV编排子系统能对虚拟网络功能进行编排,符合网络编排器需求,并能为研究验证编排中的问题提供平台支持。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.09
【部分图文】：
完成网络服务中虚拟网络功能的规划、部署及监控功能。??１．２研究内容??从高层级看来，网络服务就是能为用户产生业务价值的网络功能。如图１－１??所示，在本课题网络服务编排的范畴中，网络服务可以被描述为一个由虚拟网络??功能连接而成的图，其中图的节点代表低层级的虚拟网络功能，图的边表示虚拟??链路，描述网络功能之间的顺序以及连通性。图１－１中横穿网络服务中各节点和??边的粗曲线则是用户流量的路径。网络服务对用户的流量进行处理和转发，为用??户提供业务价值。运营商场景中的无线电接入网络（Ｒａｄｉｏ?Ａｃｃｅｓｓ?Ｎｅｔｗｏｒｋ，?ＲＡＮ）??Ｗ，云计算厂商提供的防火墙、负载均衡器等ＰＩ功能都是网络服务的示例。??２??
图２－１?ＮＦＶ－ＭＡＮＯ参考架构图??２．１．１?ＮＦＶ－ＭＡＮＯ?功能块??ＮＦＶ－ＭＡＮＯ架构中的功能块有：??１）?ＮＦＶ?编排器（ＮＦＶ?Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｏｉ、ＮＦＶＯ）??ＮＦＶＯ的主要职责是编排跨越多个ＶＩＭ的ＮＦＶ丨资源，实现资源编排的功能，??以及管理网络服务的生命周期，实现网络服务编排的功能。??网络服务编排方面，ＮＦＶＯ的主要功能有：管理网络服务部署模板以及ＶＮＦ??包，对ＮＳ以及ＶＮＦ的上线过程进行验证，确保其格式、完整性及认证信息满??足要求，并管理ＶＮＦ的镜像；网络服务实例化及网络服务实例生命周期的管理，??如更新、查询、收集性能度量结果及终止等？，管理ＶＮＦＭ的实例；与ＶＮＦＭ?—??同管理ＶＮＦ的实例；验证并授权来自ＶＮＦＭ的对ＮＦＶＩ的资源请求，这些请求??可能会影响网络服务，因此请求的操作须受策略管控；管理网络服务实例拓扑；??网络服务实例的自动化管理；网络服务实例及ＶＮＦ实例的策略管理及评估。??
图２－２?ＯＳＭ第三版架构图［１２］??２．２．２?Ｏｐｅｎ?Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ?Ｐｌａｔｆｏｒｍ?（ＯＮＡＰ）??ＯＮＡＰ是由Ｌｉｎｕｘ基金会支持的开源项目，其目标是让电信运营商可以在与??厂商无关的ＮＦＶ基础设施、ＳＤＮ网络以及传统网络之上有效地提供端到端的服??务。ＯＮＡＰ?由?Ｏｐｅｎ－Ｏ?（ＯＰＥＮ－Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｏｒ）和?ＥＣＯＭＰ?（Ｅｎｈａｎｃｅｄ?Ｃｏｎｔｒｏｌ，??Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｉｏｎ，?Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ?＆?Ｐｏｌｉｃｙ）两个项目合并而成。０ｐｅｎ－０是由中国电信、??中国移动等电信运营商发起的项目，关注构建开源、运营商级别的编排平台。??ＥＣＯＭＰ是ＡＴ＆Ｔ发起的编排平台项目，设计目标是对运行在云环境中的网络月艮??务和基础设施进行自动化。合并后的ＯＮＡＰ已经发布了第一个平台版本??“Ａｍｓｔｅｒｄａｍ”，为端到端、闭环的网络自动化提供了统一的架构［１３］。??在Ａｍｓｔｅｒｄａｍ版本中，ＯＮＡＰ的架构主要分为门户、设计时框架以及运行??时框架三部分。门户为设计时和运行时环境提供了统一用户界面，让用户可以进??行设计、分析及运维等操作。设计时框架提供了全面的开发环境，用来定义资源、??
【参考文献】
本文编号：2883347
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.09
【部分图文】：
完成网络服务中虚拟网络功能的规划、部署及监控功能。??１．２研究内容??从高层级看来，网络服务就是能为用户产生业务价值的网络功能。如图１－１??所示，在本课题网络服务编排的范畴中，网络服务可以被描述为一个由虚拟网络??功能连接而成的图，其中图的节点代表低层级的虚拟网络功能，图的边表示虚拟??链路，描述网络功能之间的顺序以及连通性。图１－１中横穿网络服务中各节点和??边的粗曲线则是用户流量的路径。网络服务对用户的流量进行处理和转发，为用??户提供业务价值。运营商场景中的无线电接入网络（Ｒａｄｉｏ?Ａｃｃｅｓｓ?Ｎｅｔｗｏｒｋ，?ＲＡＮ）??Ｗ，云计算厂商提供的防火墙、负载均衡器等ＰＩ功能都是网络服务的示例。??２??
图２－１?ＮＦＶ－ＭＡＮＯ参考架构图??２．１．１?ＮＦＶ－ＭＡＮＯ?功能块??ＮＦＶ－ＭＡＮＯ架构中的功能块有：??１）?ＮＦＶ?编排器（ＮＦＶ?Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｏｉ、ＮＦＶＯ）??ＮＦＶＯ的主要职责是编排跨越多个ＶＩＭ的ＮＦＶ丨资源，实现资源编排的功能，??以及管理网络服务的生命周期，实现网络服务编排的功能。??网络服务编排方面，ＮＦＶＯ的主要功能有：管理网络服务部署模板以及ＶＮＦ??包，对ＮＳ以及ＶＮＦ的上线过程进行验证，确保其格式、完整性及认证信息满??足要求，并管理ＶＮＦ的镜像；网络服务实例化及网络服务实例生命周期的管理，??如更新、查询、收集性能度量结果及终止等？，管理ＶＮＦＭ的实例；与ＶＮＦＭ?—??同管理ＶＮＦ的实例；验证并授权来自ＶＮＦＭ的对ＮＦＶＩ的资源请求，这些请求??可能会影响网络服务，因此请求的操作须受策略管控；管理网络服务实例拓扑；??网络服务实例的自动化管理；网络服务实例及ＶＮＦ实例的策略管理及评估。??
图２－２?ＯＳＭ第三版架构图［１２］??２．２．２?Ｏｐｅｎ?Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ?Ｐｌａｔｆｏｒｍ?（ＯＮＡＰ）??ＯＮＡＰ是由Ｌｉｎｕｘ基金会支持的开源项目，其目标是让电信运营商可以在与??厂商无关的ＮＦＶ基础设施、ＳＤＮ网络以及传统网络之上有效地提供端到端的服??务。ＯＮＡＰ?由?Ｏｐｅｎ－Ｏ?（ＯＰＥＮ－Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｏｒ）和?ＥＣＯＭＰ?（Ｅｎｈａｎｃｅｄ?Ｃｏｎｔｒｏｌ，??Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｉｏｎ，?Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ?＆?Ｐｏｌｉｃｙ）两个项目合并而成。０ｐｅｎ－０是由中国电信、??中国移动等电信运营商发起的项目，关注构建开源、运营商级别的编排平台。??ＥＣＯＭＰ是ＡＴ＆Ｔ发起的编排平台项目，设计目标是对运行在云环境中的网络月艮??务和基础设施进行自动化。合并后的ＯＮＡＰ已经发布了第一个平台版本??“Ａｍｓｔｅｒｄａｍ”，为端到端、闭环的网络自动化提供了统一的架构［１３］。??在Ａｍｓｔｅｒｄａｍ版本中，ＯＮＡＰ的架构主要分为门户、设计时框架以及运行??时框架三部分。门户为设计时和运行时环境提供了统一用户界面，让用户可以进??行设计、分析及运维等操作。设计时框架提供了全面的开发环境，用来定义资源、??
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 左青云;陈鸣;赵广松;邢长友;张国敏;蒋培成;;基于OpenFlow的SDN技术研究[J];软件学报;2013年05期
本文编号：2883347
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