面向微服务架构的虚拟网络功能服务链的构建与优化问题研究

来源 :浙江工商大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mao_320
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随着网络的快速发展以及业务规模的不断扩大,传统的网络模式已经远远不能满足日益多样化的用户需求。网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)的出现推动了网络技术的变革。然而通常大部分NFV技术只是用单片的虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)代替单片的硬件。许多的VNFs都会有常见的通用功能(例如报头解析,包分类等),在处理这些重复的通用功能时,会造成不必要的资源消耗和操作开销。微服务具有可解耦的特性,通过把单片VNF分解成可独立部署的微服务组件,可以实现VNF的灵活拆分和部署。针对网络功能重复以及底层网络节点负载过大的问题,本文提出了一种基于微服务的VNF动态拆分合并算法。该算法可以根据当前网络状况以及服务需求,进行动态的拆分合并,缓解底层物理节点负载过大的情况。由实验结果得知,本算法可以根据负载的变化减少34%的延迟和提升服务链43%的最大处理带宽。数据流通过节点的跳数是决定网络延迟的重要因素。故本文在拆分合并的基础上,针对延迟和带宽的进一步优化问题,提出了一种面向最短路径的功能服务链部署算法。通过寻找最短路径的方法,使数据流经过较少的物理节点,从而对延迟进行进一步的优化,同时结合丢包率和延迟情况,对流表进行重新排序,减轻服务链的负担以及缓解链路拥堵情况。由实验结果得知,本算法可以将延迟大幅度减少31%-21%。在带宽利用率方面,在丢包率为7%-15%的环境下,大约可以增加3%-6%的带宽利用率。
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