用于实时虚拟网络功能编排的方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于实时云基础设施中的实时虚拟网络功能编排的方法、装置和系统。所述方法包括以下步骤：更新并报告CPU核心RT性能；发送CPU和NUMA信息；基于CPU共享池信息响应把IRQ从RT CPUset移动到非RT CPUset，并且报告IRQ清空完成；基于CPU共享池信息响应把系统任务和OS后台进程移动到非RT CPUset，并且报告系统任务清空完成；基于CPU共享池信息响应清空已知的不确定性来源，并且报告不确定性来源清空完成。所述方法和装置的实现方式的改进之处在于，在NFV的支持下，边缘云可以加速新服务部署并且实现不同服务之间的资源共享，从而允许运营商提供更少的资源。

Method, device and system for real-time virtual network function arrangement

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于实时虚拟网络功能编排的方法、装置和系统
本专利技术涉及一种用于实时云架构中的实时虚拟网络功能编排的方法、装置和系统。
技术介绍
近年来，移动行业正朝着IT化和云化的方向演进。云RAN和网络功能虚拟化(NFV)的底层想法是尽可能使用通用处理器(GPP)来进行无线电接入网(RAN)和CN处理。这可以利用IT行业的规模经济性并且利用标准IT虚拟化技术把许多网络装备类型合并到可以位于数据中心中的行业标准服务器上(例如x86架构)。在NFV的支持下，移动网络功能与硬件解耦，从而加速了新服务部署并且实现了不同服务之间的资源共享，并且还利用了云基础设施所提供的优点。现今的移动RANC采用先进的技术和算法来提供高网络容量，从而需要高处理能力来应对PHY和MAC层处理，有可能使用硬件加速器来卸载其中一些PHY计算密集功能，比如Turbo解码器。举例来说，当前的实时VNF通常存在下面的问题：1、实时VNF的编排没有被涵盖在传统的云编排器中。一个x86CPU核心可以负担多个虚拟VNF。在实际的系统中，由一台机器所寄存的VNF的数目可以远大于一台机器上的CPU核心的数目。因此，VNF必须共享CPU核心。此外，由于VNF生命周期，由一台机器所寄存的VNF的数目会随时间变化。当VNF被实例化时，建议由编排器决定将把VNF放置在哪一台机器上。一些编排器已经被开发来部署云应用。OpenStackHeat是被用于例如web服务器、数据库等IT应用的部署的一类编排器。NFVTacker被用来部署虚拟CPE、CE和PE服务之类的VNF。所有前述VNF都是非实时服务。也就是说，传统的编码器和操作系统仅专注于向VNF分配计算资源，包括CPU时间和存储器。它们并不非常在乎服务的实时(RT)性能。2、VNF的实时性能可能受到许多方面的影响在实时服务/VNF被部署在云环境中的情况下，需要一种支持实时VNF(RTVNF)的部署的新型编排器。基于实际的测试，I/O操作可能会极大地影响实时性能(系统的实时性能可以通过事件发生的时间与事件被服务的时间之间的间隔来测量)。如果网络适配器I/O中断线程与实时应用共享相同的CPU核心，则该应用的实时性能可能会被严重降低，并且网络吞吐量也将被减少。在表1中给出了与网络适配器中断线程共享CPU核心的应用的实时性能。其中的结果是对于以936Mbps的速率发送分组的网络适配器所获得的。从表1可以知道实时性能无法满足L2VNF要求，因为大于15μs的等待时间是不可接受的。表1对于编排RTVNF的编排器，其编排策略必须不同于作为非RT应用的传统VNF的编排。对于CPU核心的使用必须被仔细规划，并且用于RTVNF的CPU核心必须与寄存I/O中断线程的核心隔离。也就是说，建议使得RTVNF的放置处于可以支持RTVNF部署的新的编排器的控制之下。在新的RTVNF的实例化之后，建议满足已有的RTVNF和新部署的RTVNF全部二者的RT性能约束。3、传统的嵌入式RT系统和RAN、RT性能监测机制是不必要的由于这些系统运行在不涉及新VNF实例化、编排和资源共享/合并的专用硬件器件上，因此一旦系统被调节到工作良好，则RT约束总是得到满足，并且RT性能监测是不必要的。在云环境中，由服务器所寄存的VNF的数目会随时间变化，VNF的处理负荷也会随时间变化，并且资源共享池中的CPU核心的处理能力可能是不同的，因此需要RT性能监测机制。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术的一个方面涉及一种用于实时虚拟网络功能编排的方法、装置和系统，所述方法包括以下步骤：-报告VNFRT性能；-基于VNFRT性能更新并报告CPU核心RT性能；-当OS引导完成时，发送CPU和NUMA信息；-当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把IRQ从RTCPUset移动到非RTCPUset，并且报告IRQ清空完成；-当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把系统任务和OS后台进程移动到非RTCPUset，并且报告系统任务清空完成；-当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应清空已知的不确定性来源(indeterminismsource)，并且报告不确定性来源清空完成。在另一个实施例中，本专利技术的一个方面涉及一种用于实时虚拟网络功能编排的方法，所述方法包括以下步骤：-基于CPU和NUMA信息更新CPU共享池并且同步CPU共享池信息的步骤；-修改CPUset并且发送CPU更新命令的步骤；-接收RTVNF部署请求并且选择目标计算节点和目标CPU的步骤。在另一个实施例中，本专利技术的一个方面涉及一种运行在计算节点上的用于实时虚拟网络功能编排的装置，所述装置包括以下模块：-用于报告VNFRT性能的模块；-用于基于VNFRT性能更新并报告CPU核心RT性能的模块；-用于当OS引导完成时发送CPU和NUMA信息的模块；-用于当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把IRQ从RTCPUset移动到非RTCPUset并且报告IRQ清空完成的模块；-用于当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把系统任务和OS后台进程移动到非RTCPUset并且报告系统任务清空完成的模块；-用于当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应清空已知的不确定性来源并且报告不确定性来源清空完成的模块。在另一个实施例中，本专利技术的一个方面涉及一种运行在RT云基础设施上的用于实时虚拟网络功能编排的装置，所述装置包括以下模块：-用于基于CPU和NUMA信息更新CPU共享池并且同步CPU共享池信息的模块；-用于修改CPUset并且发送CPU更新命令的模块；-用于接收RTVNF部署请求并且选择目标计算节点和目标CPU的模块。因此，本专利技术的实现方式的改进之处在于，在NFV的支持下，边缘云可以加速新服务部署并且实现不同服务之间的资源共享，从而允许运营商提供更少的资源。预期的RT云基础设施能够支持RTVNF部署并且满足针对RAN处理的关键RT约束。附图说明图1是示出本专利技术的用于实时虚拟网络功能编排的方法的流程图。图2是示出本专利技术的用于实时虚拟网络功能编排的方法的另一幅流程图。图3是示出实时边缘云基础设施架构的方框图。图4是示出实时VNF编排器软件架构的方框图。图5是示出用于实时虚拟网络功能编排的实施例的方法的流程图。图6是示出计算资源共享池和CPU使用规划的方框图。图7是示出VNF编排器功能之间的交互的流程图。图8是示出本专利技术的运行在计算节点上的用于实时虚拟网络功能编排的装置的方框图。图9是示出本专利技术的运行在RT云基础设施上的用于实时虚拟网络功能编排的装置的方框图。具体实施方式现在将参照前面简要描述的附图来详细讨论本专利技术。在后面的描述中阐述了许多具体细节以说明申请人的用于实践本专利技术的最佳模式并且使得本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于实时虚拟网络功能编排的方法，包括以下步骤：/n基于VNF RT性能更新并报告CPU核心RT性能的步骤；/n当OS引导完成时发送CPU和NUMA信息的步骤；/n当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把IRQ从RT CPUset移动到非RT CPUset并且报告IRQ清空完成的步骤；/n当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把系统任务和OS后台进程移动到非RTCPUset并且报告系统任务清空完成的步骤；/n当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应清空已知的不确定性来源并且报告不确定性来源清空完成的步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于实时虚拟网络功能编排的方法，包括以下步骤：
基于VNFRT性能更新并报告CPU核心RT性能的步骤；
当OS引导完成时发送CPU和NUMA信息的步骤；
当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把IRQ从RTCPUset移动到非RTCPUset并且报告IRQ清空完成的步骤；
当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把系统任务和OS后台进程移动到非RTCPUset并且报告系统任务清空完成的步骤；
当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应清空已知的不确定性来源并且报告不确定性来源清空完成的步骤。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
基于CPUset更新命令重新安排IRQ、系统任务和不确定性来源的步骤。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
基于VNF实例化请求而实例化VNF的步骤。


4.一种用于实时虚拟网络功能编排的方法，包括以下步骤：
基于CPU和NUMA信息更新CPU共享池并且同步CPU共享池信息的步骤；
修改CPUset并且发送CPU更新命令的步骤；
接收RTVNF部署请求并且选择目标计算节点和目标CPU的步骤。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括：
基于CPU共享池信息请求而发送CPU共享池信息响应的步骤。


6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括：
发送CPU更新命令的步骤。


7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括：
发送VNF实例化请求的步骤。


8.一种运行在计算节点上的用于实时虚拟网络功能编排的装置，包括：
用于基于VNFRT性能更新并报告CPU核心RT性能的模块；
用于当OS引导完成时发送CPU和NUMA信息的模块；
用于当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把IRQ从RTCPUset移动到非RTCPUset并且报告IRQ清空完成的模块；
用于当OS引导完成时基于CPU共享池信息响应把系统任务和OS后台进程移动到非RTCPUset并且报告系统任务清空完成的模块；

【专利技术属性】
技术研发人员：王澄，
申请(专利权)人：上海诺基亚贝尔股份有限公司，诺基亚通信公司，
类型：发明
国别省市：上海;31