一种NFV网络中的多播路由方法及系统技术方案

本发明专利技术属于通信技术领域，特别涉及一种NFV网络中的多播路由方法及系统；该方法主要包括混合整数线性规划的建立、虚拟网络功能节点复制路径选择图的建立、路径选择图中的节点分层、分层后目的节点的优化几个关键步骤；将目标函数及其服务质量约束建模为混合整数线性规划，接着寻找有效的启发式算法来代替具有高时间复杂度的混合整数线性规划直接求解，构造节点复制路径选择图用来为多播选择最佳服务功能链的路径和构造最短路径树，通过对最短路径树中的节点进行分类，利用优化算法对候选节点进行优化。本发明专利技术利用最短路径树中的节点能被分为不同的层级的特点，对目的节点进行优化，寻找到满足路径时延的最佳多播树，使得路由更加准确。由更加准确。由更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种NFV网络中的多播路由方法及系统


[0001]本专利技术属于通信
，涉及一种具有时延约束的最佳多播树路由策略，具体涉及一种NFV网络中的多播路由方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，通信网络的设计和管理方式发生了根本性的变化，这种转变主要是由软件定义网络(Software Defined Networking，SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)这两种新兴的范式引起的。SDN和NFV被认为是未来通信网络的重要技术，代表着第五代(5G)移动通信的两个创新驱动平台。为了保证数据传输的可靠性和安全性，当前，数据中心和通信网络部署了各种各样的网络中间件，例如：防火墙、入侵检测系统和广域网优化器等传统网络的中间件通常是由专用硬件制造的，费用非常昂贵且扩展性差。基于NFV技术，传统网络的中间件可以由运行于虚拟机上的软件实现，即虚拟网络功能(Virtual Network Function，VNF)。软件定义网络(SDN)将控制层平面从数据平面中分离出来从而可以对网络进行集中的管理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种NFV网络中的多播路由方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对多播网络的服务功能链中的节点进行复制，按照预定义的节点请求顺序放置所有节点，并根据相对成本为节点之间构建有向链路，从而构造出节点复制路径选择图；使用节点复制路径选择图生成对应多播网络的最短路径树，从最短路径树中找出目的节点个数最多的最短路径作为主干路径；将最短路径树中的所有节点按照与距离主干路径的跳数进行分级，划分为多个层级；根据其他节点复制路径选择图中的目的节点的层级，更新当前节点复制路径选择图中对应的目的节点的层级，并获得当前节点复制路径选择图对应的多播网络的最佳多播树；计算所述最佳多播树上的链路时延，若链路时延不满足时延阈值则将不满足时延阈值的多播树剔除，并重新构建路由链路；若链路时延满足时延阈值则得到具有时延约束的最佳多播树，并更新所述最佳多播树；将最佳多播树对应的虚拟链路映射到物理网络中，动态部署VNF实例。2.根据权利要求1所述的一种NFV网络中的多播路由方法，其特征在于，构造出节点复制路径选择图的具体方法包括：将第一节点进行复制，得到第二节点，形成以第一节点和第二节点构成的两列节点，根据多播网络的服务功能链中的节点请求的顺序，将所有节点按照顺序放置；将源节点置于首列，各个目的节点分别置于尾列以及不同请求顺序的两列节点之间，也即前一请求顺序的第二节点与后一请求顺序的第一节点之间；按照相对成本分别对相邻列的节点之间，以及不同类型的节点之间构建出有向链路，从而形成节点复制路径选择图；其中，相邻列的节点之间即包括源节点与请求顺序最靠前的第一节点之间，同一请求顺序的第一节点与第二节点之间，每一请求顺序的第二节点与对应的各个目的节点之间，以及各个目的节点与对应的每一请求顺序的第一节点之间。3.根据权利要求1或2所述的一种NFV网络中的多播路由方法，其特征在于，节点复制路径选择图中有向边的相对成本权值和时延权值分别表示为：径选择图中有向边的相对成本权值和时延权值分别表示为：其中，表示节点复制排序后链路的成本权值，表示节点复制排序后链路的链路时延，表示类型为m的VNF节点的CPU资源容量，表示当路由多播流f
i
时，类型为m的VNF节点上的CPU资源剩余率；F
icpu
表示多播流f
i
的CPU资源请求值；θ
fn
表示功能节点集合
也即VNF节点集合，表示节点复制排序后的第一节点与第二节点之间的链路；表示节点复制排序后得到的节点复制路径选择图中的链路集合；表示节点复制后排序前链路e'的成本权值；p(u”v')表示复制后排序前的第二节点u”与第一节点v'之间的路径；δ
delay
表示数据包通过节点时所经历的平均时延；表示节点复制后排序前链路e'的链路时延；其中，表示同一个节点复制排序后的第一节点和第二节点的链路，表示节点复制排序后两个不同节点之间的链路；所述第一节点包括第一交换节点和第一VNF节点，所述第二节点包括第二交换节点和第二VNF节点。4.根据权利要求3所述的一种NFV网络中的多播路由方法，其特征在于，节点复制后排序前链路e'的成本权值和节点复制后排序前链路e'的链路时延所采用的公式分别表示为：别表示为：别表示为：表示链路uv上的带宽容量，表示当路由多播流f
i
时，链路uv上带宽剩余率，F
ibw
表示多播流f
i
的请求带宽，L表示辅助图即节点复制路径选择图构造前的物理节点链路集合；表示交换节点s上的流表容量，表示当路由多播流f
i
时，交换节点s上的流表剩余率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮，陈翔，桂晓菁，候泽天，毛武平，李汶蔚，徐川，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：