用于虚拟网络功能的迁移的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将虚拟网络功能(1)VNF从源节点(2)迁移到目的节点(3)的方法。该方法包括：由目的节点(3)接收由该源节点(2)实现的该虚拟网络功能(1)的状态的快照；以及由目的节点(3)接收(9)状态更新元素，该状态更新元素编码(17)由源节点(2)实现的该虚拟网络功能(1)的该状态的改变，该改变是自该快照以来对由该源节点(2)接收的一个或多个数据分组(5)的处理引起的。本发明专利技术还涉及源节点(2)、目的节点(3)以及适于实现该方法的软件程序产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于虚拟网络功能的迁移的方法
本专利技术属于网络
，并且涉及一种用于将虚拟网络功能从源节点迁移到目的节点的方法和对应的装置。
技术介绍
网络功能(NF)对网络数据平面中的业务进行操作。他们对其进行转发、变更或改变。NF的示例是PPPoE接入复用器(PPPoE＝以太网上的点对点协议)、IDS(入侵检测系统)、NAT(网络地址转换)、防火墙。虚拟化NF(VNF)作为一种专业化，在云基础架构中运行，而不是在专用硬件上运行。与业务转发元件(例如SDN、软件定义网络、交换机)相比，这些VNF通常需要维持状态才能正常运行。例如，防火墙通常会维护计数器以识别攻击。出于诸如业务或资源优化的原因，但不限于此，可能需要将这些网络功能扩展/缩小或“重新定位”到网络中的另一个位置。可能需要附加的VNF实例来应对增加的需求，或者当需求减少时可以将实例合并为较小的数量。VNF可以在数据中心内移动(完全或部分)，从一个数据中心移动到另一个数据中心，或者从数据中心移动到客户驻地，例如，以改进资源利用率或系统性能。当改变功能的分配时，将必要的服务状态从先前实例迁移到新实例是非常重要的。VNF是网络服务中的关键功能；重新分配期间的中断和停机会导致严重的分组丢失和抖动，从而降低服务质量。为了不降低体验质量，需要通过有效地管理服务状态来避免中断VNF的服务。被称为OpenNF的当前实现是允许网络功能拆分或合并多个会话或者将其状态完全转移到其他物理资源的框架。该框架提供了一些机制，以确保在正在进行的会话和状态传输发生时不会导致分组丢失和无序分组。在该框架中，NFV控制器在数据路径中起着重要作用，其特殊任务包括缓冲尚未被传递的分组。该框架引入了状态分类，特别取决于不同数据路径流(会话)的依赖关系以及过滤会话以返回，删除或注入与指定会话有关的状态的方法。在OpenNF中，控制器被数据平面任务(诸如分组缓冲)大量使用。另一种当前实现被称为基于P2P的OpenNF(基于对等的OpenNF)，分组不仅由原始网络功能处理，而且被复制并发送到新实例化的网络功能以保持其状态为更新的。这会导致非常大量的冗余业务，并降低网络路径和网络缓冲区的网络性能。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于虚拟网络功能的高效迁移的方法。
技术实现思路
本专利技术通过用于将虚拟网络功能VNF从源节点迁移到目的节点的方法来实现该目的。目的节点接收由源节点实现的虚拟网络功能的状态的快照。此外，目的节点接收状态更新元素。状态更新元素编码由源节点实现的虚拟网络功能的状态的改变，其中状态的改变是由源节点引起的，更特别地是源节点的虚拟网络功能，处理自快照进行以来由源节点接收的一个或多个分组。实现处理的功能的状态可以被定义为处理在特定时刻到达的过程的点，例如在状态被确定的时刻。在特定时刻确定状态可以被称为状态的快照。本专利技术通过源节点进一步实现上述目的，该源节点适于将由源节点实现的虚拟网络功能的状态的快照发送到目的节点，并发送状态更新元素，其编码由源节点实现的虚拟网络功能的状态的改变，该改变是由对自快照以来源节点所接收的一个或多个数据分组的处理引起的。本专利技术通过目的节点进一步实现上述目的，该目的节点适于接收由源节点实现的虚拟网络功能的状态的快照，并接收状态更新元素，其编码由源节点实现的虚拟网络功能的状态的改变，该改变是由对自快照以来源节点所接收的一个或多个数据分组的处理引起的。本专利技术还通过计算机程序产品实现上述目的，该计算机程序产品适于在计算机上执行时执行所描述的方法。该方法可以在软件、硬件或其组合上执行。单数形式的使用不排除复数形式。例如，虽然参考虚拟网络功能描述了该方法，但是它类似地适用于两个或更多个虚拟网络功能的迁移。虚拟网络功能可以是例如虚拟IDS(虚拟入侵检测系统)、虚拟NAT(网络地址转换)或虚拟防火墙。虚拟功能优选地是在云环境中的一个或多个计算机(例如服务器)上实现的功能。优选地，在云环境中，在一个或多个物理资源(计算机、服务器)上实现功能，这些物理资源对用户而言是一个资源，即虚拟资源。在优选实施例中，目的节点将目的节点从源节点接收的状态更新元素存储于在目的节点处实现的状态更新缓冲区中。在优选实施例中，状态更新元素是状态更新字节向量，其也可以称为状态更新向量。优选地，状态更新元素，特别是状态更新字节向量，是包括紧凑的VNF特定字节表示的数据单元，其由源节点的VNF产生，以将虚拟网络的状态的改变发送到目的节点。优选地，使用传输传送协议TCP来发送状态更新元素，特别是状态更新向量。优选地，顺序发送状态更新元素。在优选实施例中，状态更新元素，特别是状态更新字节向量，是紧凑的VNF特定字节表示，其不具有分组头部结构。在另一个优选实施例中，状态更新元素，特别是状态更新字节向量，具有分组头部结构和分组有效载荷。分组有效载荷携带关于状态的改变的编码信息，该改变是当特定数据分组由源节点所实现的虚拟网络功能处理时由该特定数据分组引起的。在优选实施例中，目的节点直接从源节点接收状态更新元素，特别地没有数据路径中涉及的任何控制器。优选地，目的节点将从源节点接收的状态更新元素存储在目的节点的状态更新缓冲区中。优选地，特征“缓冲的状态更新元素(字节向量)”指的是存储在目的节点处的状态更新缓冲区中的状态更新元素(字节向量)。在优选实施例中，虚拟网络功能基于状态快照在目的节点处被初始化。在优选实施例中，在目的节点处初始化的虚拟网络功能的状态基于在目的节点处缓冲的状态更新元素被更新。在优选实施例中，在用于更新在目的节点处初始化的虚拟网络功能的状态的缓冲的状态更新元素减小到预定阈值以下之后，目的节点发信号通知以停止在源节点处对数据分组的处理，并且附加地或替代地将一个或多个随后的数据分组重定向到目的节点。优选地，在目的节点处的缓冲的状态更新元素降低到预定阈值以下之后，目的节点发信号通知停止在源节点处对数据分组的处理和/或将一个或多个随后的数据分组重定向到目的节点，其特别地用于更新在目的节点处初始化的虚拟网络功能的状态。在另一个优选实施例中，在目的节点处初始化的虚拟网络功能的状态已经以预定量的缓冲的状态更新元素被更新之后，目的节点发信号通知以停止在源节点处对数据分组的处理并且将一个或多个随后的数据分组重定向到目的节点。在优选实施例中，在用于更新在目的节点处初始化的虚拟网络功能的状态的缓冲的状态更新元素减少低于预定阈值之后，目的节点向控制器发送消息，该消息可被确定为“重定向消息”。此外，在优选实施例中，在目的节点处初始化的虚拟网络功能的状态已经被用预定量的缓冲的状态更新元素更新之后，目的节点向控制器发送消息，该消息可以被确定为“重定向消息”，和/或目的节点发信号通知以停止在源节点处对数据分组的处理，并且附加地或替代地将一个或多个随后数据分组重定向到目的节点。优选地，缓冲的状态更新元素的预定量由状态更新元素的数量确定，特别是通过将目的节点处的缓冲的状态更新元素的数量与预定阈值进行比较。换句话说，如果目的节点的缓冲区中的状态更新元素的当前数量欠载/已经变得低于预定阈值，则在从目的地缓冲区中取出的每个状态更新元素之后进行检查以更新状态。优选地，预定阈值是常数整数“d”，其中“d”可以被配置为0或任何正整数值。在优选实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将虚拟网络功能(1)VNF从源节点(2)迁移到目的节点(3)的方法，所述方法包括：‑由所述目的节点(3)接收由所述源节点(2)实现的所述虚拟网络功能(1)的状态的快照；以及‑由所述目的节点(3)接收(9)状态更新元素，所述状态更新元素对由所述源节点(2)实现的所述虚拟网络功能(1)的所述状态的改变进行编码(17)，所述改变是自所述快照以来对所述源节点(2)所接收的一个或多个数据分组(5)的处理引起的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.24 EP 16290053.41.一种用于将虚拟网络功能(1)VNF从源节点(2)迁移到目的节点(3)的方法，所述方法包括：-由所述目的节点(3)接收由所述源节点(2)实现的所述虚拟网络功能(1)的状态的快照；以及-由所述目的节点(3)接收(9)状态更新元素，所述状态更新元素对由所述源节点(2)实现的所述虚拟网络功能(1)的所述状态的改变进行编码(17)，所述改变是自所述快照以来对所述源节点(2)所接收的一个或多个数据分组(5)的处理引起的。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：-将所述目的节点(3)处的所述状态更新元素存储在状态更新缓冲区(6b)中。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：-基于所述状态快照，在所述目的节点(3)处初始化所述虚拟网络功能(1)。4.根据权利要求2所述的方法，还包括：-基于缓冲的所述状态更新元素，更新基于所述状态快照在所述目的节点(3)处被初始化的所述虚拟网络功能(1)的所述状态。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：-在所述目的节点(3)处被初始化的所述虚拟网络功能(1)的所述状态已经以预定量的缓冲的状态更新元素被更新之后，发信号通知停止在所述源节点(2)处对数据分组(5)的处理并将一个或多个随后的数据分组(5')重定向到所述目的节点(3)。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述缓冲的状态更新元素的所述预定量由所述状态更新元素的数量来确定，特别是通过将所述目的节点(3)处的所述缓冲的状态更新元素的数量与预定阈值进行比较来确定。7.根据权利要求5所述的方法，还包括：-将所述一个或多个随后的数据分组(5*)存储在所述目的节点(3)处的数据分组缓冲区(7b)中；以及-一旦从所述源节点(2)接收到的并且存储在所述目的节点(3)处的所述状态更新缓冲区(6b)中的所有状态更新元素已经被用于更新所述目的节点(3)处的所述虚拟网络功能(1)，便由所述目的节点(3)处的所述虚拟网络功能(1)处理所述一个或多个随后的数据分组(5*)。8.根据权利要求5所述的方法，还包括：-将所述一个或多个随后的数据分组(5*)存储在所述目的节点(3)处的数据分组缓冲区(7b)中；以及-基于对所述一个或多个随后的数据分组(5*)是否能够被处理而不损害有序处理的确定，特别...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·里玛克，L·诺巴赫，V·希尔特，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：法国,FR