【技术实现步骤摘要】
一种电信网安全业务VNF的多维智能扩缩容方法和系统
本专利技术涉及一种电信网安全业务VNF的多维智能扩缩容方法和系统，属于通信领域。
技术介绍
电信网络的发展演进正在由软交换化、分组化向着软件定义和网络功能虚拟化方向发展。为满足运营商对分组化电信网络的诈骗电话处置需要，电信网络的安全业务可以使用NFV架构，架构中有多个虚拟网络功能(VNF)，每个功能都是独立的，可以增减，每个功能有一个或者多个虚拟化部署单元(VDU),根据业务与设备需求对每个VDU有预先分配的虚拟资源量，并且设置最大与最小的资源使用范围。在不同资源使用量与业务量的情况下，需要对VDU进行扩缩容。传统的扩缩容只支持与业务无关的设备负载层级，如当前CPU占用率等。例如，专利申请CN201610666659.X(申请名称：一种弹性调度资源的方法及系统，申请日：2016‐08‐12，申请人：中国移动通信集团浙江有限公司中国移动通信集团公司)公开了一种弹性调度资源的方法及系统，其中，所述方法包括：采集目标数据，对所述目标数据进行数据分析，得到用于表征业务运行状况的功能指标；根据所述功能指标得到业务需求；获取告警事件和弹性调度策略，根据所述告警事件和弹性调度策略，对数据中心资源池中的容器化资源进行符合所述业务需求的弹性扩缩容调整。这些技术方案根据硬件指标进行扩缩容，会导致以下问题：一方面，仅依靠当前负载，忽略了扩展资源需要消耗的时间，使用户在这段时间内(1分钟‐10分钟)不能进行任何操作，这样不仅浪费了用户宝贵的时间，也影响了相应应用的服务质量，所以这种扩缩容方式所获得的用户满意度不是很好；另一方面，...
【技术保护点】
1.一种电信网安全业务VNF的多维智能扩缩容方法，其特征在于，包括有：步骤一、VDU将其正在使用的每台虚拟机的业务指标实时上报至VNFM；步骤二、VNFM根据VDU每台虚拟机的业务指标，计算其虚拟机的当前业务指标平均占用率和业务冗余指标，然后判断是否需要对VDU的虚拟机进行扩容或缩容操作，如果是，则继续下一步；步骤三、VNFM为VDU构建一个模拟虚拟机组，将VDU正在使用的虚拟机加入到模拟虚拟机组中，然后按优先级顺序，在模拟虚拟机组中逐一增加空闲虚拟机或删除正在使用的虚拟机：根据VDU虚拟机的当前业务指标平均占用率，计算当模拟虚拟机组中的所有虚拟机处于运行状态时VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率，再根据VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率和业务冗余指标，判断是否需要对VDU的虚拟机进行不调整或扩容操作，如果是，则模拟虚拟机组中的所有虚拟机即是下一时刻分配给VDU业务运行的虚拟资源；如果否，则继续在模拟虚拟机组中增加空闲虚拟机或删除正在使用的虚拟机。
【技术特征摘要】
1.一种电信网安全业务VNF的多维智能扩缩容方法，其特征在于，包括有：步骤一、VDU将其正在使用的每台虚拟机的业务指标实时上报至VNFM；步骤二、VNFM根据VDU每台虚拟机的业务指标，计算其虚拟机的当前业务指标平均占用率和业务冗余指标，然后判断是否需要对VDU的虚拟机进行扩容或缩容操作，如果是，则继续下一步；步骤三、VNFM为VDU构建一个模拟虚拟机组，将VDU正在使用的虚拟机加入到模拟虚拟机组中，然后按优先级顺序，在模拟虚拟机组中逐一增加空闲虚拟机或删除正在使用的虚拟机：根据VDU虚拟机的当前业务指标平均占用率，计算当模拟虚拟机组中的所有虚拟机处于运行状态时VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率，再根据VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率和业务冗余指标，判断是否需要对VDU的虚拟机进行不调整或扩容操作，如果是，则模拟虚拟机组中的所有虚拟机即是下一时刻分配给VDU业务运行的虚拟资源；如果否，则继续在模拟虚拟机组中增加空闲虚拟机或删除正在使用的虚拟机。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，当VNFM判断需要对VDU的虚拟机进行扩容操作时，步骤三进一步包括有：步骤A1、VNFM判断是否在VDU扩缩容的冷却期，如果是，则本流程结束；如果否，则为VDU构建一个模拟虚拟机组，将VDU正在使用的虚拟机加入到模拟虚拟机组中，然后将当前空闲的虚拟机按优先级排序，将优先级最高的空闲虚拟机加入到模拟虚拟机组中；步骤A2、VNFM根据VDU虚拟机的当前业务指标平均占用率，计算当模拟虚拟机组中的所有虚拟机处于运行状态时VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率，然后根据VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率和业务冗余指标，判断是否需要对VDU的虚拟机进行不调整操作，如果是，则VNFM从模拟虚拟机组的所有虚拟机中删除VDU正在使用的虚拟机，然后将删除后的模拟虚拟机组的所有虚拟机列表发送给NFVO，通知NFVO按照发送的虚拟机列表对VDU进行扩容操作，也即是在下一时刻按虚拟机列表增加VDU所使用的虚拟资源，本流程结束；如果否，则继续将优先级次之的空闲虚拟机加入到模拟虚拟机组中，然后转向步骤A2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，当VNFM判断需要对VDU的虚拟机进行缩容操作时，步骤三进一步包括有：步骤B1、VNFM判断是否在VDU扩缩容的冷却期，如果是，则本流程结束；如果否，则为VDU构建一个模拟虚拟机组，将VDU正在使用的虚拟机加入到模拟虚拟机组中，并对VDU正在使用的虚拟机按优先级排序，将优先级最低的正在使用虚拟机从模拟虚拟机组中删除；步骤B2、VNFM根据VDU虚拟机的当前业务指标平均占用率，计算当模拟虚拟机组中的所有虚拟机处于运行状态时VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率，然后根据VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率和业务冗余指标，判断是否需要对VDU的虚拟机进行扩容操作，如果是，则VNFM从VDU正在使用的虚拟机列表中删除模拟虚拟机组中的所有虚拟机，然后将删除后的VDU正在使用的虚拟机列表发送给NFVO，通知NFVO按照发送的虚拟机列表对VDU进行缩容操作，也即是在下一时刻按虚拟机列表去除VDU所使用的虚拟资源，本流程结束；如果否，则继续将优先级高之的虚拟机从模拟虚拟机组中删除，然后转向步骤B2。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，VNFM根据VDU每台虚拟机的业务指标，计算其虚拟机的当前业务指标平均占用率和业务冗余指标，其中VDU虚拟机的当前业务指标平均占用率的计算公式如下：其中，是VDU虚拟机的当前第j项业务指标平均占用率，是VDU所有虚拟机的第j项业务指标占用率之和，bicij是VDU第i台虚拟机的第j项业务指标占用率，N是VDU正在使用的虚拟机台数，biij是VDU第i台虚拟机的第j项业务指标，是VDU第i台虚拟机的第j项业务指标的上限，是VDU第i台虚拟机的第j项业务指标的下限，VDU虚拟机的业务冗余指标的计算公式如下：其中，Ct是在当前时刻t时的VDU虚拟机的业务冗余指标，BSj是VDU所有虚拟机的第j项业务指标总和，θj是第j项业务指标的权重系数，其值采用梯度下降算法来计算获得。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，VDU虚拟机的业务冗余指标还包括有当前时刻t在时间周期T之后的VDU虚拟机的业务冗余指标Ct+T，Ct+T的计算方法如下：计算多个历史时刻的VDU虚拟机的业务冗余指标，然后以每一历史时刻的VDU虚拟机的业务冗余指标为输入，并以该历史时刻在时间周期T之后的VDU虚拟机的业务冗余指标为输出，构建、并训练多元平稳时间序列ARIMAX模型，最后将Ct输入到训练好的多元平稳时间序列ARIMAX模型中，计算获得Ct+T。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括有：以VDU虚拟机的业务指标平均占用率、业务冗余指标为输入，以是否扩缩容操作为输出，输出包括扩容、缩容、不操作三种结果，构建一个随机森林模型，并以历史数据为训练样本，训练获得一个三分类的虚拟机分配分类器，这样，当判断是否需要对VDU的虚拟机进行扩容、缩容或不调整操作时，还包括有：采用训练好的三分类的虚拟机分配分类器，并以VDU虚拟机的当前业务指标平均占用率或模拟业务指标平均占用率、和业务冗余指标为输入，计算获得对VDU的虚拟机进行扩容、缩容或不调整操作结果。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当模拟虚拟机组中的所有虚拟机处于运行状态时VDU虚拟机的模拟业务指标平均占用率的计算公式如下：其中，是VDU虚拟机的模拟第j项业务指标...
【专利技术属性】
技术研发人员：万辛，李鹏，安茂波，董博谦，刘瑶，黄远，李小莉，罗诚，高旭，
申请(专利权)人：国家计算机网络与信息安全管理中心，杭州东信北邮信息技术有限公司，长安通信科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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