低能耗服务功能链的映射研究

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近年来,随着网络技术的发展和改进,人们对网络功能的要求也日渐增高。在线视频等应用的快速普及,导致网络流量呈现爆炸性增长。为了满足人们对网络服务质量的要求,电信运营商需要不断的进行网络更新以及扩容。网络设备的不断增加,耗费了大量的电力资源。网络功能虚拟化(Network Function Virualization,NFV)是一种新的概念,将一些专用设备的软硬件解耦,用软件和通用设备来实现电信业务功能。满足传统业务需求的基础上,降低了网络扩展的难度,提升了硬件设备的利用率,这也是近年来对网络研究的一个重要方向。本文针对使用NFV技术的网络中,如何通过调整业务流的部署来完成节能优化进行了深入研究。在基于NFV技术的网络中,一系列功能点连接称为一条服务功能链(Service Function Chain,SFC)。在满足服务质量的前提下,研究可以提升网络资源使用效率的业务部署方案,对节能优化有着重要的意义。本文中第三章中基于动态业务流场景,针对单条SFC的部署问题,建立了整数线性规划模型,并在此基本上设计了对应的启发式算法。在第三章的基础上,随着SFC的不断到达离去,导致某些SFC的处理一段时间后,通过调整部署的位置,进一步的实现网络节能。第四章中主要针对这个问题进行研究,设计了SFC重部署的整数线性规划模型以及启发式算法,并提升了网络的接收率和降低了能耗。最后,由于第四章的SFC重部署模型没有涉及代价约束,第五章中加入对重部署时,SFC的节点限制条件。修改了重部署的数学模型并设计了启发式算法。有效的在节能能耗的基础上保证了服务质量。通过仿真实验可以看出,SFC映射时的算法和理论上的最优解相比低4.79个百分点,SFC重部署算法可以提升网络的接收率并降低能耗。考虑节点受限约束时,同样可以实现网络的节能优化。
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