SDN/NFV网络中服务功能链的路由和资源优化研究
发布时间：2020-12-15 03:45
近年来,新型网络技术和多样化网络用户需求的出现使得网络运营商的业务模型正经历一场革命性的变革。网络功能虚拟化（Network Function Virtualization,NFV）和软件定义网络（Software Defined Network,SDN）已经成为这场变革中很有前景的网络技术。通过虚拟化技术,NFV将网络功能从专用硬件设备中解耦出来,允许软件化的虚拟网络功能（Virtualized Network Function,VNF）运行在通用设备上,大大提升了网络功能部署的灵活性与可扩展性。SDN网络实现了控制平面与数据平面的分离,它将控制平面集中到SDN控制器中,从而方便地对全网设备进行集中式的管理与控制。因此,应用SDN和NFV的新型网络架构可以通过全局网络设备的管理,实现灵活的网络服务部署和高效的资源配置与优化。服务功能链（Service Function Chain,SFC）是一项正在被互联网工程任务组标准化的网络技术,它要求网络流按序经过一系列特定的网络功能,网络运营商可以利用SFC为用户提供定制化的网络服务。然而,SFC技术的实现还存在着诸多问题与挑战。在SDN/N...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１思科：２０１８－２０２３年全球互联网变化趋势图??在传统网络中，网络运营商会部署大量的中间件设备为用户提供各式各样??
??ｊ?ＳＧＳＮ／?ＢＲＡＳ射频／固定丨丨?高穷备的强??｜?ＧＧＳＮ缘路由器?接入点！?＿?｜??！?ＣＤＮ：内容分发网络?；；?；??ＤＰＩ：深度包检测?！?！?＾ｋＩ??：ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ：服务／网关支持节点?：：?ｍｍＦ?ｍｍｐ?：??：ＢＲＡＳ：宽带远端接入服务器?：：?髙容量的以太网交换机?：??ｉ?？封闭、专用的?丨丨？开放、有竞争力的生态系统??；？产品生命周期短?ｉ?ｉ?？标准的商用服务器??Ｉ???１１????Ｉ??图１．２传统硬件中间件ｖｓＮＦＶ??为了解决上述问题，网络功能虚拟化（Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ?Ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ，?ＮＦＶ）??技术应运而生。应用虚拟化技术，ＮＦＶ将网络功能从专用的硬件设备中解耦出??来，允许通过软件化的虚拟网络功能（Ｖｉｒｔｕａｌｉｚｅｄ?Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ＶＮＦ）为用??户提供多样化的网络服务［４－６］。不同于专用硬件实现的中间件，虚拟网络功能??是一系列可以在商用服务器上运行的软件与应用，所以ＶＮＦ天生具备灵活性好、??扩展性高等优势［３，?７－８］。图１．２对传统硬件中间件实现的网络功能与ＶＮＦ进行了??比较。结合软件定义网络（Ｓｏｆｔｗａｒｅ?Ｄｅｆｉｎｅｄ?Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＳＤＮ）集中管控与可编程??的特点，网络运营商可以很方便实现ＶＮＦ的监控、管理与维护，大大降低了网??络功能的部署难度，提升了网络性能与服务质量（Ｑｕａｌｉｔｙ?ｏｆ?Ｓｅｒｖｉｃｅ，ＱｏＳ）?［９］。??近年来，服务功能链（Ｓｅｒｖｉｃｅ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ?Ｃｈａｉｎ，ＳＦＣ）已经成为了一项重要的网络??技术
网络技术发展的瓶颈所在。??应用?例如：安全、网络更新，ＱｏＳ等??ＳＤＮ应用?ＳＤＮ应用?ＳＤＮ应用??；?—?｜??控制平面?物理／虚拟控制器??控制协议?控制协议?控制协议?控制协议?控制协议??数据平面通信协议?＇??｜?南向接口?ｉ??一?—?一嫌？一?一一着■一?—?一一一?一＿?——轉＿一?？一?一一?一續雜■一一?？一一?—?？？一??数据平面???物理交换机虚拟交换机网络设备??图１．３?ＳＤＮ架构图??近年来，ＳＤＮ被提出来用于上述问题的解决。ＳＤＮ的核心理念在于将网络??的控制平面与数据平面分离［１６］。在传统的ＩＰ网络架构中，网络的控制平面与数??据平面都集中在交换机、路由器等设备上。ＳＤＮ将网络的控制平面抽离出来，集??中在控制器上实现，这样一来便可以通过控制器方便地实现全局网络的监控与管??理，而交换机与路由器等设备只负责简单的数据面转发操作。图１．３给出了?ＳＤＮ??架构的示意图。通过集中控制，ＳＤＮ交换机使用流表可以实现精细的网络流管??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optimal Network Function Virtualization and Service Function Chaining:A Survey[J]. MIRJALILY Ghasem,LUO Zhiquan. Chinese Journal of Electronics. 2018(04)
本文编号：2917592
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１思科：２０１８－２０２３年全球互联网变化趋势图??在传统网络中，网络运营商会部署大量的中间件设备为用户提供各式各样??
??ｊ?ＳＧＳＮ／?ＢＲＡＳ射频／固定丨丨?高穷备的强??｜?ＧＧＳＮ缘路由器?接入点！?＿?｜??！?ＣＤＮ：内容分发网络?；；?；??ＤＰＩ：深度包检测?！?！?＾ｋＩ??：ＳＧＳＮ／ＧＧＳＮ：服务／网关支持节点?：：?ｍｍＦ?ｍｍｐ?：??：ＢＲＡＳ：宽带远端接入服务器?：：?髙容量的以太网交换机?：??ｉ?？封闭、专用的?丨丨？开放、有竞争力的生态系统??；？产品生命周期短?ｉ?ｉ?？标准的商用服务器??Ｉ???１１????Ｉ??图１．２传统硬件中间件ｖｓＮＦＶ??为了解决上述问题，网络功能虚拟化（Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ?Ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ，?ＮＦＶ）??技术应运而生。应用虚拟化技术，ＮＦＶ将网络功能从专用的硬件设备中解耦出??来，允许通过软件化的虚拟网络功能（Ｖｉｒｔｕａｌｉｚｅｄ?Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ＶＮＦ）为用??户提供多样化的网络服务［４－６］。不同于专用硬件实现的中间件，虚拟网络功能??是一系列可以在商用服务器上运行的软件与应用，所以ＶＮＦ天生具备灵活性好、??扩展性高等优势［３，?７－８］。图１．２对传统硬件中间件实现的网络功能与ＶＮＦ进行了??比较。结合软件定义网络（Ｓｏｆｔｗａｒｅ?Ｄｅｆｉｎｅｄ?Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＳＤＮ）集中管控与可编程??的特点，网络运营商可以很方便实现ＶＮＦ的监控、管理与维护，大大降低了网??络功能的部署难度，提升了网络性能与服务质量（Ｑｕａｌｉｔｙ?ｏｆ?Ｓｅｒｖｉｃｅ，ＱｏＳ）?［９］。??近年来，服务功能链（Ｓｅｒｖｉｃｅ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ?Ｃｈａｉｎ，ＳＦＣ）已经成为了一项重要的网络??技术
网络技术发展的瓶颈所在。??应用?例如：安全、网络更新，ＱｏＳ等??ＳＤＮ应用?ＳＤＮ应用?ＳＤＮ应用??；?—?｜??控制平面?物理／虚拟控制器??控制协议?控制协议?控制协议?控制协议?控制协议??数据平面通信协议?＇??｜?南向接口?ｉ??一?—?一嫌？一?一一着■一?—?一一一?一＿?——轉＿一?？一?一一?一續雜■一一?？一一?—?？？一??数据平面???物理交换机虚拟交换机网络设备??图１．３?ＳＤＮ架构图??近年来，ＳＤＮ被提出来用于上述问题的解决。ＳＤＮ的核心理念在于将网络??的控制平面与数据平面分离［１６］。在传统的ＩＰ网络架构中，网络的控制平面与数??据平面都集中在交换机、路由器等设备上。ＳＤＮ将网络的控制平面抽离出来，集??中在控制器上实现，这样一来便可以通过控制器方便地实现全局网络的监控与管??理，而交换机与路由器等设备只负责简单的数据面转发操作。图１．３给出了?ＳＤＮ??架构的示意图。通过集中控制，ＳＤＮ交换机使用流表可以实现精细的网络流管??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optimal Network Function Virtualization and Service Function Chaining:A Survey[J]. MIRJALILY Ghasem,LUO Zhiquan. Chinese Journal of Electronics. 2018(04)
本文编号：2917592
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