一种服务功能链部署方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种服务功能链部署方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决现有的VNF放置方法无法兼顾可靠性和开销成本的技术问题。本发明专利技术包括：初始化底层网络拓扑信息和服务功能链SFC请求；根据所述初始化底层网络拓扑信息和所述SFC请求，以可靠性和开销成本加权差最大化为优化目标，建立部署成本优化模型；根据预设改进模拟退火算法求解所述部署成本优化模型，生成具有最优加权差的SFC部署方案；根据所述底层网络拓扑信息和所述SFC部署方案，生成初始路径集合，并从所述初始路径集合中确定目标路径，并基于所述目标路径的预设资源设备的映射关系，输出最优SFC部署方案。输出最优SFC部署方案。输出最优SFC部署方案。

【技术实现步骤摘要】
一种服务功能链部署方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及移动边缘计算
，尤其涉及一种服务功能链部署方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]目前的移动边缘计算网络具有一定的限制。网络运营商需要使用专用网络设备来提供不同的网络接入、路由、计算功能。因此，大多数现有网络需要部署各种专用网络中间件。但是，这带来了许多问题。例如，网络升级需要巨大的费用，网络框架缺乏灵活性，可管理性差，可扩展性差等，这可能无法满足未来高速通信及低延时移动边缘计算的要求。在基于网络功能虚拟化(virtual function virtualization，NFV)的网络环境中，虚拟网络功能(virtual network function，VNF)根据服务需求按照一定逻辑顺序进行组合，构成服务功能链(service function chain，SFC)，为用户提供端到端的网络服务。NFV技术的出现使得运营商在部署网络服务时摆脱了专有硬件设备的束缚，运营商可以根据用户需求将虚拟网络功能灵活地部署在统一的硬件平台上，并根据需求的变化动态配置资源，以降低服务的上线时间以及成本开销。在NFV环境网络中，服务功能链部署是网络操作的基础。部署期间的资源成本在很大程度上决定了运营商的成本，部署后的可靠性严重影响网络功能的稳定性，进而影响用户的服务质量。图1给出了针对移动边缘计算技术下视频渲染及流媒体加速服务，相应的SFC部署的简化示例，如果用户群需要获取视频渲染及流媒体加速服务，相应的SFC部署请求需要经过3种类型的VNF处理：网络代理服务、防火墙和负载均衡器。不同类型的VNF可以部署在底层基板网络中的不同服务节点上。因此，在这种情况下，SFC有多种部署方案来满足SFC的预定义顺序。由于底层网络中有限的物理资源(即CPU、内存和带宽等)，寻找最优折衷方案部署SFC以减少资源瓶颈成为了一个挑战。
[0003]在现有技术中，各类VNF放置方法以减少节点资源与链路资源开销、降低时延和计算需求，保证负载均衡、提高服务质量等为优化目标，对虚拟网络拓扑或服务功能链进行映射。然而，对于面向移动边缘计算的网络服务功能链部署场景缺乏考虑，并缺少需要兼顾可靠性和开销成本的技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种服务功能链部署方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决现有的VNF放置方法无法兼顾可靠性和开销成本的技术问题。
[0005]本专利技术提供的一种服务功能链部署方法，包括：
[0006]初始化底层网络拓扑信息和服务功能链SFC请求；
[0007]根据所述初始化底层网络拓扑信息和所述SFC请求，以可靠性和开销成本加权差最大化为优化目标，建立部署成本优化模型；
[0008]根据预设改进模拟退火算法求解所述部署成本优化模型，生成具有最优加权差的SFC部署方案；
[0009]根据所述底层网络拓扑信息和所述SFC部署方案，生成初始路径集合，并从所述初始路径集合中确定目标路径，并基于所述目标路径的预设资源设备的映射关系，输出最优SFC部署方案。
[0010]可选地，所述根据预设改进模拟退火算法求解所述部署成本优化模型，生成具有最优加权差的SFC部署方案的步骤，包括：
[0011]获取预设虚拟网络功能VNF部署集；
[0012]采用所述VNF部署集随机生成一个初始SFC部署方案；
[0013]计算所述初始SFC部署方案的初始可靠性及初始开销成本；
[0014]根据所述初始可靠性和所述初始开销成本求解所述部署成本优化模型，得到所述部署成本优化模型的目标函数值；
[0015]获取所述改进模拟退火算法的当前温度；
[0016]令所述当前温度等于目标温度；所述目标温度为预设冷却进度表中所述当前温度的下一个温度值；
[0017]采用所述目标温度对所述初始SFC部署方案进行随机扰动，生成更新SFC部署方案，并计算所述更新SFC部署方案的更新目标函数值；
[0018]判断所述更新目标函数值是否大于所述目标函数值；
[0019]若是，则将所述初始SFC部署方案更新为所述更新SFC部署方案；
[0020]获取所述改进模拟退火算法的当前迭代次数，判断所述当前迭代次数是否达到预设次数；
[0021]若否，返回令所述当前温度等于目标温度的步骤；
[0022]若是，输出所述初始SFC部署方案，得到具有最优加权差的SFC部署方案。
[0023]可选地，所述获取所述改进模拟退火算法的当前迭代次数，判断所述当前迭代次数是否达到预设次数的步骤之前，还包括：
[0024]若所述更新目标函数值不大于所述目标函数值，则计算所述更新SFC部署方案的接受概率；
[0025]获取随机生成数；
[0026]判断所述随机生成数是否小于所述接受概率；
[0027]若是，则将所述初始SFC部署方案更新为所述更新SFC部署方案；
[0028]若否，则不更新所述初始SFC部署方案。
[0029]可选地，所述SFC部署方案中具有多个VNF节点；所述根据所述底层网络拓扑信息和所述SFC部署方案，生成初始路径集合，并从所述初始路径集合中确定目标路径，并基于所述目标路径的预设资源设备的映射关系，输出最优SFC部署方案，包括：
[0030]根据所述底层网络拓扑信息在所述SFC部署方案的VNF节点中确定源端点和目的端点；
[0031]根据所述源端点、所述目标端点和所述SFC部署方案，生成初始路径集合；所述初始路径集合包括多条初始路径；
[0032]计算每条初始路径的带宽和计算资源；
[0033]删除带宽和计算资源不满足预设约束的初始路径，得到约束路径；
[0034]根据预设链路时延要求，从所述约束路径中筛选最短路径作为目标路径，并基于
所述目标路径的预设资源设备的映射关系，输出最优SFC部署方案。
[0035]本专利技术还提供了一种服务功能链部署装置，包括：
[0036]初始化模块，用于初始化底层网络拓扑信息和服务功能链SFC请求；
[0037]部署成本优化模型生成模块，用于根据所述初始化底层网络拓扑信息和所述SFC请求，以可靠性和开销成本加权差最大化为优化目标，建立部署成本优化模型；
[0038]SFC部署方案生成模块，用于根据预设改进模拟退火算法求解所述部署成本优化模型，生成具有最优加权差的SFC部署方案；
[0039]最优SFC部署方案输出模块，用于根据所述底层网络拓扑信息和所述SFC部署方案，生成初始路径集合，并从所述初始路径集合中确定目标路径，并基于所述目标路径的预设资源设备的映射关系，输出最优SFC部署方案。
[0040]可选地，所述SFC部署方案生成模块，包括：
[0041]VNF部署集获取子模块，用于获取预设虚拟网络功能VNF部署集；
[0042]初始SFC部署方案生成子模块，用于采用所述VNF部署本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种服务功能链部署方法，其特征在于，包括：初始化底层网络拓扑信息和服务功能链SFC请求；根据所述初始化底层网络拓扑信息和所述SFC请求，以可靠性和开销成本加权差最大化为优化目标，建立部署成本优化模型；根据预设改进模拟退火算法求解所述部署成本优化模型，生成具有最优加权差的SFC部署方案；根据所述底层网络拓扑信息和所述SFC部署方案，生成初始路径集合，并从所述初始路径集合中确定目标路径，并基于所述目标路径的预设资源设备的映射关系，输出最优SFC部署方案。2.根据要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设改进模拟退火算法求解所述部署成本优化模型，生成具有最优加权差的SFC部署方案的步骤，包括：获取预设虚拟网络功能VNF部署集；采用所述VNF部署集随机生成一个初始SFC部署方案；计算所述初始SFC部署方案的初始可靠性及初始开销成本；根据所述初始可靠性和所述初始开销成本求解所述部署成本优化模型，得到所述部署成本优化模型的目标函数值；获取所述改进模拟退火算法的当前温度；令所述当前温度等于目标温度；所述目标温度为预设冷却进度表中所述当前温度的下一个温度值；采用所述目标温度对所述初始SFC部署方案进行随机扰动，生成更新SFC部署方案，并计算所述更新SFC部署方案的更新目标函数值；判断所述更新目标函数值是否大于所述目标函数值；若是，则将所述初始SFC部署方案更新为所述更新SFC部署方案；获取所述改进模拟退火算法的当前迭代次数，判断所述当前迭代次数是否达到预设次数；若否，返回令所述当前温度等于目标温度的步骤；若是，输出所述初始SFC部署方案，得到具有最优加权差的SFC部署方案。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述改进模拟退火算法的当前迭代次数，判断所述当前迭代次数是否达到预设次数的步骤之前，还包括：若所述更新目标函数值不大于所述目标函数值，则计算所述更新SFC部署方案的接受概率；获取随机生成数；判断所述随机生成数是否小于所述接受概率；若是，则将所述初始SFC部署方案更新为所述更新SFC部署方案；若否，则不更新所述初始SFC部署方案。4.根据所述权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SFC部署方案中具有多个VNF节点；所述根据所述底层网络拓扑信息和所述SFC部署方案，生成初始路径集合，并从所述初始路径集合中确定目标路径，并基于所述目标路径的预设资源设备的映射关系，输出最优SFC部署方案，包括：
根据所述底层网络拓扑信息在所述SFC部署方案的VNF节点中确定源端点和目的端点；根据所述源端点、所述目标端点和所述SFC部署方案，生成初始路径集合；所述初始路径集合包括多条初始路径；计算每条初始路径的带宽和计算资源；删除带宽和计算资源不满足预设约束的初始路径，得到约束路径；根据预设链路时延要求，从所述约束路径中筛选最短路径作为目标路径，并基于所述目标路径的预设资源设备的映射关系，输出最优SFC部署方案。5.一种服务功能链部署装置，其特征在于，包括：初始化模块，用于初始化底层网络拓扑信息和服务功能链SFC请求；部署成本优化模型生成模块，用于根据所述初始化底层网络拓扑信息和所述SFC请求，以可靠性和开销成本加权差最大化为优化目标，建立部署成本优化模型；SFC部署方案生成模块，用于根据预设改进模拟退火算法求解所述部署成本优化模型，生成具有最优加权差的SFC部署方案；最优SFC部署方案输出模块，用于根据所述底层网络拓扑信息和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丰，陈嘉亮，李大洲，陈旭萍，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：