网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)技术改变传统的网络架构和服务交付方式，将各类提供网络功能的专用硬件设备，替换为运行在通用服务器上的虚拟网络功能(Virtual NetworkFunction，VNF)，使得网络功能可以按需部署。网络服务提供商可以配置路由使流量通过有序的服务功能链(ServiceFunction Chain，SFC)来实现特定的网络服务。NFV实现了网络功能的软硬件解耦，可以有效得减少网络服务提供商的资本支出和运营支出，打造开放的网络生态系统。在实际应用中，服务链往往需要针对网络变化和用户需求动态地重构;同时，网络基础设施难免出现故障，高可用性要求上层的网络服务具备快速恢复的能力。
　　本文针对上述需求和问题展开研究，主要工作包括:
　　(1)针对服务功能链灵活的动态配置需求，对可重构服务功能链技术进行研究。论文提出的可重构服务功能链允许用户和应用定义新的网络功能序列替换原有的服务链中的子链。本文分析可重构和网络功能复用特性对于服务功能链的编排产生的额外状态及资源约束，据此提出了并发的服务链请求调度策略，有效缩短了服务链部署和重构操作的执行时间。
　　(2)针对网络功能虚拟化的高可用性需求，研究了服务功能链的链路故障快速恢复问题。现有的响应式的虚拟链路重映射算法无法按照服务等级协议的要求提供备用路径。本文借鉴了前向纠错编码的思想，构建了支持链路故障快速恢复的服务功能链映射问题模型。该模型保证无拥塞的备份路径，并且针对大型网络基础设施，提出了启发式的A术搜索算法加速问题的求解。
　　(3)针对NFV实际应用匮乏的现状，本文提出了一种用于多描述编码视频直播的虚拟内容分发网络方案，解决了树形结构的服务链映射难题。论文将该问题分解为Steinet树构建问题和多路径路由规划问题，并分别为之设计了启发式的算法。仿真实验证明本文提出的算法在平均用户满意度和平均映射成本方面优于现有算法。
　　本文的研究依托国家973项目“可重构信息通信基础网络体系研究”子课题“业务自适应承载认知机理”，国家863项目课题“支持资源弹性调度的软件定义网络(SDN)关键技术研究与设备研制”，以及国家自然科学基金“基于时空二维资源分配的跨域虚拟网嵌入理论与方法研究”，研究成果为虚拟网络功能和动态可重构服务功能链的研发提供理论基础和技术支撑。