CN107395501A - 一种网络服务功能链的跨域部署方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络服务功能链的跨域部署方法，使用FMA来产生多域物理网络的抽象拓扑，抽象拓扑不涉及到各个域的具体信息，从而很好地维护了各个域的隐私性。在切链部分，为了保证各域公平并减少响应时间，本发明提出由各域剩余资源作权重进行切链以及各个域平均切链两种切链方式，使得SFC上的网络功能能够比较均匀地分配到各个域中，从而降低了SFC映射成本。当上述切链过程不能够成功部署时，本发明提出利用反馈方法对SFC进行再次切分，从而提高了SFC映射的成功率。最后，在SFC成功切分并映射到各个域中后，本发明提出了一种通过修改SFC上网络功能部署点的算法，从而能够在之前部署的基础上节省带宽开销。

Description

一种网络服务功能链的跨域部署方法
技术领域
本发明属于网络功能虚拟化技术领域，具体涉及一种网络服务功能链的跨域部署方法的设计。
背景技术
互联网作为第三次工业革命的重要组成部分，不仅仅将计算机联接起来，更将人与人联系起来，进而改变了人们的生活和生产方式。自1969年ARPANET出现以来互联网迎来了爆炸式的发展，如今随处可见人们通过互联网进行购物、聊天等活动。在“互联网+”政策的引导下，我国互联网行业趋势大幅飙升，整体处于快速发展的上升期。
由于持续增长的互联网用户群体以及不断推陈出新的网络应用，传统的互联网体系结构因缺乏灵活性和不便管理等原因难以应付日趋多样化的业务需求。研究和部署全新的网络技术和结构迫在眉睫。然而，传统网络运营商的网络中的网络功能和专属硬件是紧密耦合的，所以网络功能部署方式改变会导致运营商对整个底层网络的重新设计与整合。同时考虑到当今网络的复杂性，即使是针对突发需求而实施的简单升级，也可能需要数月甚至数年的时间才能完成。这样既造成了网络稳定性变差，也使运营成本提高。这成为了网络技术创新的瓶颈，不利于互联网的健康发展。而在计算技术的进步和IT(InformationTechnology)环境中虚拟技术成功的鼓舞下，网络运营商正努力推动类似技术，希望以此作为摆脱困境的方法，网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)便成了其中的一种选择。它利用标准的IT虚拟化技术，将多种类型的网络设备合并到业界标准的高容量服务器、交换机和存储设备中，并将其置于数据中心、网络节点等地。
NFV的一个重要应用就是服务功能链(Service Function Chain，SFC)，将传统用硬件实现的网络功能采用软件来实现。SFC由于其不依赖于底层拓扑，资源灵活部署，自动扩容和缩容以及更新等优点成为学术界和商界关注的焦点，因此需要重点研究如何部署用户的服务功能链以达到用户和运营商双赢的局面。
SFC是一组有序的虚拟网络功能集合，用户流量按照指定的策略一次通过多个虚拟网络功能。其中虚拟网络功能(Virtualization Network Function，VNF)是网络功能的软件实现。其通过虚拟网络层预先定义的公共应用程序编程接口，获取如虚拟计算/虚拟存储/虚拟网络等资源。其中网络功能可以为EPC的服务网关/防火墙/负载均衡器等。根据NFV的技术原理，用户到达的业务网络由一组VNF和VNF之间动态连接的链路(Virtual NetworkFunction Link，VNFL)组成。由VNF和VNFL构成的拓扑图称为VNF转发图(Virtual NetworkFunction Forwarding Graph，VNF-FG)。其中每个VNF可以分解为一组虚拟网络功能组件(VNF Component，VNFC)和内部连接图，每个VNFC对应于一个虚拟机(Virtual Machine，VM)。每个VNFL对应着一组物理链路集合，需要分配一定的链路资源(流量，用户服务质量(Quality of Service，QoS)，路由等参数)。一个业务网络的到来，主要由NFV架构中的管理编排域进行自顶向下分解，以获得所需资源。NFV底层虚拟基础设施分配虚拟机等资源，同时虚拟机之间需要动态连接的链路进行通信，这些动态连接链路同承载网络的网管系统进行交互，对其分配链路资源。
SFC映射(SFC Mapping，SFCM)问题的关键是如何在满足约束(如资源约束)的条件下将SFC中的虚拟节点(即承载VNF的节点)和虚拟链路映射到物理节点和物理路径上。约束条件一般指物理节点和物理链路上有能够满足SFC需求的计算资源和带宽资源以保证上层虚拟服务功能链的正常工作。
自从SFC映射技术提出以来，研究人员对SFC映射的研究主要分为两类。一类是在单域(Single Domain，SD)网络拓扑下的SFC映射，另一类是多域(Multiple Domains，MD)网络中的SFC映射。在单域网络拓扑中，各个节点能够获取到底层网络的所有节点信息，因此SFC映射的策略能够以一个全局的视角完成对SFC的映射，当前大量的SFC映射研究都集中在这一个方面，研究者也提出很多策略。而在跨域网络中，由于各个域之间需要保证各个域的隐私性，一个节点往往无法掌握整个网络的信息，它只能知道同域内的节点和少数几个其他域的边界节点信息。此外，各域不同的管理规则和域间拓扑信息的不共享使得多域环境下的SFC映射问题更加复杂。
目前，SFC映射研究主要集中于单个网络服务提供商(ISP)的场景下，但随着网络业务的发展，用户提出的SFC请求可能包含用户对地理位置的需求，同时某些VNF的特性也可能对地理位置有特别要求，即一个SFC可能需要映射到多个物理网络(SubstrateNetwork，SN)上，这些SNs归属于不同的ISPs。因此，对于多域SFC映射问题展开研究具有重要的实际意义。
多域环境下的SFCM问题可以分成两个关键问题：SFC切链和SFC子链映射。SFC切链即如何把一条SFC切割成几段子链分别部署在不同的域内。切链后，每段子链将被分配到某些域并按照合适的策略部署到域内的物理节点和链路上。
现有技术中，解决多域环境下SFCM问题的思路有两种：集中式和分布式。集中式需要各域的网络服务提供商把自己域内的详细拓扑信息和资源信息共享给其他域或者第三方(如图1中的主编排器)。在掌握到整个网络中的所有信息后，就可以在全局视角下对SFC进行分链和部署。集中式的优点在于第三方可以得到整个网络(多域)的信息，可以站在全局视角尝试在多域中部署服务功能链。这可以避免很多不合适的切链结果，得到一个更周全的部署方案。但是集中式也使得一些重要的信息(如拓扑中的数据中心位置)还是暴露给了第三方。考虑到各域信息的隐私需求，采取集中式来解决跨域部署SFC是不明智的。
另一方面，分布式意味着主编排器要把接收到的SFC请求发送到所有域，然后各域的编排器根据本地的拓扑信息尝试部署部分或整个服务功能链，如图1所示，最后由用户挑选最佳的部署方案。各域编排器通过转发原始服务功能链请求和自身的服务链部署情况来进行通信。尽管分布式方法可以通过竞价之类的策略来获得相对更低成本的切链结果，但这种方式往往很耗时。因为为了获取更好的切链结果，每个域需要尝试部署所有可能的子链，并保证服务功能链中虚拟网络功能顺序的正确性。
总而言之，集中式和分布式两种方法都有各自的优点和缺点。集中式可以从全局角度解决多域环境下的SFCM问题，从而可以避免许多不合理的情况。然而集中式无法满足每个域隐私和机密性的需求。而分布式可以得到更低代价的服务功能链切链方案，但盲目的转发和遍历会导致资源的浪费和相应时间的增加。
发明内容
本发明的目的是为了解决多域环境中的SFC映射问题，提出了一种网络服务功能链的跨域部署方法，保证SFC中的VNFs顺序正确，同时在满足资源约束条件的情况下，保证映射代价(如节点部署开销，链路部署开销和时延)和SFC请求的响应时间最小。
本发明的技术方案为：一种网络服务功能链的跨域部署方法，包括以下步骤：
S1、根据目标底层物理网络及其资源约束，构建当前SFC映射请求队列ArrivedSFC以及物理网络中已部署的SFC映射请求集合deployedSFC；
S2、判断ArrivedSFC是否为空，若是则进入步骤S20，否则进入步骤S3；
S3、释放deployedSFC中到期的SFC映射请求所占用的物理资源，清除deployedSFC中的过期SFC映射请求；
S4、应用FMA为ArrivedSFC中的第一个SFC映射请求SFC1建立抽象网络AN；
S5、生成AN中连接SFC1源节点和目的节点的所有可能抽象路径集合AP，并对AP中所有路径根据时延降序排序；
S6、判断AP是否为空，若是则进入步骤S16，否则进入步骤S7；
S7、生成SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M；
S8、将p1从集合AP中清除；
S9、判断M是否为空，若是则返回步骤S6，否则进入步骤S10；
S10、将M作为SFC1的最佳映射方案集合Mopt；
S11、判断AP是否为空，若是则进入步骤S16，否则进入步骤S12；
S12、生成SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M；
S13、将p1从集合AP中清除；
S14、判断M是否为空，若是则返回步骤S11，否则进入步骤S15；
S15、若Cost(M)<Cost(Mopt)，则将M作为SFC1的最佳映射方案集合Mopt，返回步骤S11；其中Cost(·)表示映射方案的总代价；
S16、判断Mopt是否为空，若是则进入步骤S19，否则进入步骤S17；
S17、调整Mopt上VNF的部署位置；
S18、将SFC1添加进可部署的SFC映射请求集合acceptedSFC，按照Mopt对SFC进行部署，并将Mopt添加进SFC映射请求部署方案集合Mslt；
S19、将SFC1从ArrivedSFC中清除，返回步骤S2；
S20、根据acceptedSFC和Mslt记录SFC的部署情况。
本发明的有益效果是：
(1)低成本以及低时延。本发明采用FMA技术，构建底层网络的抽象拓扑，在抽象拓扑上找出SFC请求源节点和目的节点之间的抽象路径。采用平均切分和按照剩余资源作为权重的方式来切分SFC映射请求，使得SFC请求上的VNF功能能够比较合理地分配到各个域中；同时在不同的抽象路径上，引入竞价的机制，从而挑选出低成本以及低时延的SFC请求映射方案；最后，本发明也提出了一种移动VNF部署点的方法来达到节约带宽资源的目的。
(2)请求响应时间短。本发明采用FMA技术构建底层物理网络的抽象拓扑，大大地降低了问题的规模；同时本发明采用的切分SFC的方式避免了依靠底层网络，从而能够快速地完成SFC切链以及子链部署的过程，所以请求响应时间短。
(3)低阻塞率。本发明采用了反馈再切分SFC方法，使得当一次切分不能够成功部署后，反馈再次切分，从而保证了请求映射的成功率，降低请求阻塞率。
(4)应用范围广。本发明中采用的FMA技术，在保证各个域隐私信息的同时，也提供了一个关于底层网络的全局视图，使得映射过程能够避免很多不必要的情况；因此，本发明的使用范围广，不仅可以用来解决跨域网络中的SFC映射问题，也可以用来解决跨域网络中的其他问题。
附图说明
图1所示为现有技术中多域下的SFC映射示意图。
图2所示为本发明实施例提供的一种网络服务功能链的跨域部署方法流程图。
图3所示为本发明实施例提供的FMA示意图。
图4所示为本发明实施例步骤S7的分步骤流程图。
图5所示为本发明实施例步骤S7-4的分步骤流程图。
图6所示为本发明实施例步骤S17的分步骤流程图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。
本发明实施例提供了一种网络服务功能链的跨域部署方法，如图2所示，包括以下步骤S1至S20：
S1、根据目标底层物理网络及其资源约束，构建当前SFC映射请求队列ArrivedSFC以及物理网络中已部署的SFC映射请求集合deployedSFC。
S2、判断ArrivedSFC是否为空，若是则进入步骤S20，否则进入步骤S3。
S3、释放deployedSFC中到期的SFC映射请求所占用的物理资源，清除deployedSFC中的过期SFC映射请求。
S4、应用FMA为ArrivedSFC中的第一个SFC映射请求SFC1建立抽象网络AN。
为了引导多域网络中的SFCM，本发明实施例采用全网聚合技术(Full MeshAggregation，FMA)来将物理拓扑(如图3(a)所示)抽象为结构更简单的网络，即抽象网络(如图3(b)所示)。在多域网络中，每个物理节点可以通过类似边界网关协议(BorderGateway Protocol，BGP)的技术获取所有域中的边界节点信息。为了保护各域的隐私，FMA通过使用公开信息来建立抽象拓扑。在图3(b)中，灰色节点和实线分别表示边界节点和域间链路，他们都属于全网公开的信息。白色节点表示SFC请求所指的源和目的节点。同一个域中连接两个不同边界节点的虚线表示抽象边。每条虚线都对应着物理网络中两个边界节点间的最小时延路径。
S5、生成AN中连接SFC1源节点和目的节点的所有可能抽象路径集合AP，并对AP中所有路径根据时延降序排序。
S6、判断AP是否为空，若是则进入步骤S16，否则进入步骤S7。
S7、生成SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M。
在生成映射方案集合M，本发明实施例采用了便于重新切链的反馈机制。在子链映射过程中，单个域可能无法成功映射全部分配到的VNF所以会导致SFC映射请求被拒绝，原因可能是SFC切链不合理。所以当SFC无法成功部署时，发明实施例运用了反馈机制。当某域无法部署全部分配的VNF时，域编排器记录下该域可以部署的VNF数，然后将剩下的VNF发给主编排器并反馈数据。主编排器再将反馈回来的VNF分配给能够部署更多VNF的域。毫无疑问，反馈机制会增加请求部署成功率，但同时也会增加请求的响应时间。所以，本发明实施例设置了参数MNF来表示最大反馈次数，以平衡部署成功率和响应时间。
如图4所示，步骤S7具体包括以下分步骤S7-1至S7-10：
S7-1、将SFC1切分成子链，记录抽象路径依次所经过的域集合Dom。
本发明实施例提供了两种切分SFC请求的方案来把SFC1切分成多段子链，以分配给各个域部署，分别是根据抽象路径经过的域个数平均切链，和根据抽象路径经过的域的剩余资源权重切链，分别用平均切链和权重切链来简称。
其中，平均切链的公式为：
其中numi表示给抽象路径p上的第i个域分配的VNF个数，dom(p)表示抽象路径p经过的域总个数，length表示SFC的长度，<·>表示0-1运算符，定义如下：
<·>运算保证了SFC请求可以在长度无法被dom(p)除尽的情况下仍能被全部分配到各个域中。符号“\”表示取模运算，例如5\2＝1。k表示抽象路径p经过的域的个数。
事实上，每个域的总剩余资源可以代表它能映射多少的VNF的能力，所以本发明实施例中将剩余资源作为分配VNF到各域的权重，其公式为：
其中numi表示给抽象路径p上的第i个域分配的VNF个数，wgti代表第i个域提供的总剩余物理资源数，length表示SFC的长度，k表示抽象路径p经过的域的个数。公式(3)根据剩余资源的权重(四舍五入)把VNF分配到了各个域。为保证在根据公式(3)切链后剩下没分配的VNF都被分配到剩余资源最多的域，令nummax表示有最多剩余资源的域中的分配到的VNF数。
S7-2、从Dom中取出一个域Di。
S7-3、判断Dom是否为空，若是则进入步骤S7-10，否则进入步骤S7-4。
S7-4、生成分配到Di中的子链的映射方案集合Mi。
如图5所示，步骤S7-4具体包括以下分步骤S7-4-1至S7-4-10：
S7-4-1、针对分配到Di中的第i个SFC子链sub_SFCi，从其中取出一个虚拟网络功能vnfj。
S7-4-2、判断vnfj是否为sub_SFCi中的最后一个VNF，若是则进入步骤S7-4-6，否则进入步骤S7-4-3。
S7-4-3、在目标底层物理网络中寻找一个物理节点n∈tempN，使得其剩余计算资源满足vnfj的需求，并且路径p(source→n)有足够带宽资源来部署vnfj之前的虚拟链路，同时满足优化目标值最小；其中tempN的初始值为Di中的物理节点，source表示路径p的源节点。
步骤S7-4-3中的优化目标值为映射方案的时延值或负载均衡值。
优化映射方案的时延值是指使传输数据时的时延最小以提高服务质量。映射方案的时延值的计算公式为：
式中dly(·)表示虚拟链路的时延，ep(vnfj)表示vnfj和它上一个VNF或者SFC子链的源节点之间虚拟链路的映射路径，表示vnfj中物理节点的邻接边。
负载均衡值的计算公式为：
式中lb(·)表示负载均衡值，表示vnfj可选的映射位置，表示vnfj前的虚拟链路可选的映射路径，表示上的带宽开销，表示上的物理节点，表示上的剩余计算资源，表示的邻接边，表示邻接边上的剩余带宽资源，α和β分别是用来平衡节点剩余计算资源和边剩余带宽资源权重的影响因子。
S7-4-4、判断n是否存在，若是则进入步骤S7-4-5，否则进入步骤S7-4-9。
S7-4-5、将(VNFj,VLj-1)添加进分配到Di中的子链的映射方案集合Mi，返回步骤S7-4-1；其中VNFj＝n，VLj-1＝p(source→n)。
S7-4-6、在目标底层物理网络中寻找一个物理节点n∈tempN，使得其剩余计算资源满足vnfj的需求，并且路径p(source→n)有足够带宽资源来部署vnfj之前的虚拟链路，路径p(n→Dsti)有足够带宽资源来部署vnfj之后的虚拟链路，同时满足优化目标值之和最小；其中Dsti为vnfj的目的节点。
步骤S7-4-6中的优化目标值为映射方案的时延值或负载均衡值；
在步骤S7-4-6中，vnfj是SFC子链中最后一个VNF，映射需要考虑vnfj前的虚拟链路和其与目的节点Dsti间虚拟链路的时延。所以，在部署最后一个VNF时，映射方案的时延值的计算公式为：
式中式中delay表示时延值，dly(·)表示虚拟链路的时延，ep(vnfj)表示vnfj和它上一个VNF或者SFC子链的源节点之间虚拟链路的映射路径；ep(vnfj→Dsti)表示vnfj到Dsti之间虚拟链路在底层网络中的映射路径，表示vnfj中物理节点的邻接边。
同样地，对于SFC子链中最后一个VNF，负载均衡值的计算公式为：
式中表示vnfj可选的映射位置，表示vnfj前的虚拟链路可选的映射路径，表示上的带宽开销，表示vnfj后的虚拟链路可选的映射路径，表示上的带宽开销，和均表示上的物理节点，和分别表示和上的剩余计算资源，和分别表示和的邻接边，和分别表示邻接边和上的剩余带宽资源，α和β分别是用来平衡节点剩余计算资源和边剩余带宽资源权重的影响因子。
S7-4-7、判断n是否存在，若是则进入步骤S7-4-8，否则进入步骤S7-4-9。
S7-4-8、将(VNFj,VLj-1,VLj)添加进分配到Di中的子链的映射方案集合Mi，进入步骤S7-4-10；其中VNFj＝n，VLj-1＝p(source→n)，VLj＝p(n→Dsti)。
S7-4-9、令Mi为空集，进入步骤S7-5。
S7-4-10、得到分配到Di中的子链的映射方案集合Mi，进入步骤S7-5。
S7-5、判断Mi是否为空，若是则进入步骤S7-7，否则进入步骤S7-6。
S7-6、将Mi添加进SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M，返回步骤S7-2。
S7-7、判断是否满足feedback<MNF，若是则进入步骤S7-8，否则进入步骤S7-9；其中feedback表示反馈次数变量，MNF表示设置的最大反馈次数。
S7-8、令feedback加1，返回步骤S7-1。
S7-9、令M为空集，进入步骤S8。
S7-10、得到SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M，进入步骤S8。
S8、将p1从集合AP中清除。
S9、判断M是否为空，若是则返回步骤S6，否则进入步骤S10。
S10、将M作为SFC1的最佳映射方案集合Mopt。
S11、判断AP是否为空，若是则进入步骤S16，否则进入步骤S12。
S12、生成SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M。
步骤S12与步骤S7的具体步骤完全相同，在此不再赘述。
S13、将p1从集合AP中清除。
S14、判断M是否为空，若是则返回步骤S11，否则进入步骤S15。
S15、若Cost(M)<Cost(Mopt)，则将M作为SFC1的最佳映射方案集合Mopt，返回步骤S11；其中Cost(·)表示映射方案的总代价，其计算公式为：
式中表示虚拟网络功能的部署物理节点，表示物理节点的单位计算资源成本，表示物理邻接边的单位带宽资源成本，表示虚拟链路的映射路径，表示虚拟网络功能的计算资源需求，表示虚拟链路的带宽资源需求。
S16、判断Mopt是否为空，若是则进入步骤S19，否则进入步骤S17。
S17、调整Mopt上VNF的部署位置，从而节省物理带宽资源。
本发明实施例中采用带宽开销优化算法对Mopt上VNF的部署位置进行调整，带宽开销优化过程在各个域完成前面算法获得最终部署方案后调用。这个过程的目的是使带宽开销最大的虚拟链路映射路径最短，使带宽开销最小的虚拟链路映射路径最长。需要注意，在本发明实施例中，一个物理节点上只能放置一个VNF，考虑到边界节点资源宝贵，边界节点上不能部署VNF。另外，因为映射必须保证SFC中的VNF顺序正确，调整VNF位置的时候必须从最后一个或者第一个开始。
如图6所示，步骤S17具体包括以下分步骤S17-1至S17-9：
S17-1、取出Mopt中SFC请求的子链sub_SFCi的映射方案其中sub_SFCi为分配到Di中的第i个SFC子链。
S17-2、判断sub_SFCi是否为空，若是则进入步骤S17-9，否则进入步骤S17-3。
S17-3、找出sub_SFCi中带宽需求最小的虚拟链路vlm。
S17-4、从第一个VNF开始，依次移动vlm前的VNF到靠近sub_SFCi源节点且满足资源需求的物理节点上。
S17-5、从最后一个VNF开始，依次移动vlm后的VNF到靠近sub_SFCi目的节点且满足资源需求的物理节点上。
S17-6、将sub_SFCi从vlm分成前后两部分，表示为before和after。
S17-7、判断before和after中是否还存在能够继续移动的VNF，若是则返回步骤S17-3，否则进入步骤S17-8。
S17-8、将当前域中更新后的映射方案表示为Mnew，并将其添加进Mopt，返回步骤S17-1；
S17-9、得到VNF的部署位置更新后的Mopt。
S18、将SFC1添加进可部署的SFC映射请求集合acceptedSFC，按照Mopt对SFC进行部署，并将Mopt添加进SFC映射请求部署方案集合Mslt；
S19、将SFC1从ArrivedSFC中清除，返回步骤S2；
S20、根据acceptedSFC和Mslt记录SFC的部署情况。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种网络服务功能链的跨域部署方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据目标底层物理网络及其资源约束，构建当前SFC映射请求队列ArrivedSFC以及物理网络中已部署的SFC映射请求集合deployedSFC；
S2、判断ArrivedSFC是否为空，若是则进入步骤S20，否则进入步骤S3；
S3、释放deployedSFC中到期的SFC映射请求所占用的物理资源，清除deployedSFC中的过期SFC映射请求；
S4、应用FMA为ArrivedSFC中的第一个SFC映射请求SFC1建立抽象网络AN；
S5、生成AN中连接SFC1源节点和目的节点的所有可能抽象路径集合AP，并对AP中所有路径根据时延降序排序；
S6、判断AP是否为空，若是则进入步骤S16，否则进入步骤S7；
S7、生成SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M；
S8、将p1从集合AP中清除；
S9、判断M是否为空，若是则返回步骤S6，否则进入步骤S10；
S10、将M作为SFC1的最佳映射方案集合Mopt；
S11、判断AP是否为空，若是则进入步骤S16，否则进入步骤S12；
S12、生成SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M；
S13、将p1从集合AP中清除；
S14、判断M是否为空，若是则返回步骤S11，否则进入步骤S15；
S15、若Cost(M)<Cost(Mopt)，则将M作为SFC1的最佳映射方案集合Mopt，返回步骤S11；其中Cost(·)表示映射方案的总代价；
S16、判断Mopt是否为空，若是则进入步骤S19，否则进入步骤S17；
S17、调整Mopt上VNF的部署位置；
S18、将SFC1添加进可部署的SFC映射请求集合acceptedSFC，按照Mopt对SFC进行部署，并将Mopt添加进SFC映射请求部署方案集合Mslt；
S19、将SFC1从ArrivedSFC中清除，返回步骤S2；
S20、根据acceptedSFC和Mslt记录SFC的部署情况。
2.根据权利要求1所述的网络服务功能链的跨域部署方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括以下分步骤：
S7-1、将SFC1切分成子链，记录抽象路径依次所经过的域集合Dom；
S7-2、从Dom中取出一个域Di；
S7-3、判断Dom是否为空，若是则进入步骤S7-10，否则进入步骤S7-4；
S7-4、生成分配到Di中的子链的映射方案集合Mi；
S7-5、判断Mi是否为空，若是则进入步骤S7-7，否则进入步骤S7-6；
S7-6、将Mi添加进SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M，返回步骤S7-2；
S7-7、判断是否满足feedback<MNF，若是则进入步骤S7-8，否则进入步骤S7-9；其中feedback表示反馈次数变量，MNF表示设置的最大反馈次数；
S7-8、令feedback加1，返回步骤S7-1；
S7-9、令M为空集，进入步骤S8；
S7-10、得到SFC1在AP中第一条抽象路径p1上的映射方案集合M，进入步骤S8。
3.根据权利要求2所述的网络服务功能链的跨域部署方法，其特征在于，所述步骤S7-1中采用平均切链或权重切链的方法将SFC1切分成子链；
所述平均切链的公式为：
<mrow> <msub> <mi>num</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>p</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;times;</mo> <mi>l</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> <mi>g</mi> <mi>t</mi> <mi>h</mi> <mo>+</mo> <mo>&lt;</mo> <mi>l</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> <mi>g</mi> <mi>t</mi> <mi>h</mi> <mo>\</mo> <mi>d</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>p</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mn>1</mn> <mi>i</mi> </munderover> <mn>1</mn> <mo>&gt;</mo> <mo>,</mo> <mn>1</mn> <mo>&amp;le;</mo> <mi>i</mi> <mo>&amp;le;</mo> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中numi表示给抽象路径p上的第i个域分配的VNF个数，dom(p)表示抽象路径p经过的域总个数，length表示SFC的长度，<·>表示0-1运算符，定义如下：
<mrow> <mo>&lt;</mo> <mi>x</mi> <mo>&gt;</mo> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <mn>0</mn> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>&lt;</mo> <mn>0</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
符号“\”表示取模运算，k表示抽象路径p经过的域的个数。
所述权重切链的公式为：
其中numi表示给抽象路径p上的第i个域分配的VNF个数，wgti代表第i个域提供的总剩余物理资源数，length表示SFC的长度，k表示抽象路径p经过的域的个数。
4.根据权利要求2所述的网络服务功能链的跨域部署方法，其特征在于，所述步骤S7-4具体包括以下分步骤：
S7-4-1、针对分配到Di中的第i个SFC子链sub_SFCi，从其中取出一个虚拟网络功能vnfj；
S7-4-2、判断vnfj是否为sub_SFCi中的最后一个VNF，若是则进入步骤S7-4-6，否则进入步骤S7-4-3；
S7-4-3、在目标底层物理网络中寻找一个物理节点n∈tempN，使得其剩余计算资源满足vnfj的需求，并且路径p(source→n)有足够带宽资源来部署vnfj之前的虚拟链路，同时满足优化目标值最小；其中tempN的初始值为Di中的物理节点，source表示路径p的源节点；
S7-4-4、判断n是否存在，若是则进入步骤S7-4-5，否则进入步骤S7-4-9；
S7-4-5、将(VNFj,VLj-1)添加进分配到Di中的子链的映射方案集合Mi，返回步骤S7-4-1；其中VNFj＝n，VLj-1＝p(source→n)；
S7-4-6、在目标底层物理网络中寻找一个物理节点n∈tempN，使得其剩余计算资源满足vnfj的需求，并且路径p(source→n)有足够带宽资源来部署vnfj之前的虚拟链路，路径p(n→Dsti)有足够带宽资源来部署vnfj之后的虚拟链路，同时满足优化目标值之和最小；其中Dsti为vnfj的目的节点；
S7-4-7、判断n是否存在，若是则进入步骤S7-4-8，否则进入步骤S7-4-9；
S7-4-8、将(VNFj,VLj-1,VLj)添加进分配到Di中的子链的映射方案集合Mi，进入步骤S7-4-10；其中VNFj＝n，VLj-1＝p(source→n)，VLj＝p(n→Dsti)；
S7-4-9、令Mi为空集，进入步骤S7-5；
S7-4-10、得到分配到Di中的子链的映射方案集合Mi，进入步骤S7-5。
5.根据权利要求4所述的网络服务功能链的跨域部署方法，其特征在于，所述步骤S7-4-3中的优化目标值为映射方案的时延值或负载均衡值；
所述映射方案的时延值的计算公式为：
<mrow> <mi>d</mi> <mi>l</mi> <mi>y</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>e</mi> <mi>p</mi> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>vnf</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>e</mi> <mi>p</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>vnf</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mi>d</mi> <mi>l</mi> <mi>y</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中dly(·)表示虚拟链路的时延，ep(vnfj)表示vnfj和它上一个VNF或者SFC子链的源节点之间虚拟链路的映射路径，表示vnfj中物理节点的邻接边；
所述负载均衡值的计算公式为：
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>l</mi> <mi>b</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>vnf</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>cos</mi> <mi>t</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>p</mi> <mo>(</mo> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>e</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>k</mi> <mi>s</mi> </msubsup> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>p</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>e</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>k</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>c</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>A</mi> <mi>d</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>c</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中lb(·)表示负载均衡值，表示vnfj可选的映射位置，表示vnfj前的虚拟链路可选的映射路径，表示上的带宽开销，表示上的物理节点，表示上的剩余计算资源，表示的邻接边，表示邻接边上的剩余带宽资源，α和β分别是用来平衡节点剩余计算资源和边剩余带宽资源权重的影响因子。
6.根据权利要求4所述的网络服务功能链的跨域部署方法，其特征在于，所述步骤S7-4-6中的优化目标值为映射方案的时延值或负载均衡值；
所述映射方案的时延值的计算公式为：
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>d</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>a</mi> <mi>y</mi> <mo>=</mo> <mi>d</mi> <mi>l</mi> <mi>y</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>e</mi> <mi>p</mi> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>vnf</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>d</mi> <mi>l</mi> <mi>y</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>e</mi> <mi>p</mi> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>vnf</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <msub> <mi>Dst</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>e</mi> <mi>p</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>vnf</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mi>d</mi> <mi>l</mi> <mi>y</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>e</mi> <mi>p</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>vnf</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <msub> <mi>Dst</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mi>d</mi> <mi>l</mi> <mi>y</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中delay表示时延值，dly(·)表示虚拟链路的时延，ep(vnfj)表示vnfj和它上一个VNF或者SFC子链的源节点之间虚拟链路的映射路径；ep(vnfj→Dsti)表示vnfj到Dsti之间虚拟链路在底层网络中的映射路径，表示vnfj中物理节点的邻接边；
所述负载均衡值的计算公式为：
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>l</mi> <mi>b</mi> <mo>=</mo> <mi>cos</mi> <mi>t</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>p</mi> <mo>(</mo> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>e</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>k</mi> <mi>s</mi> </msubsup> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>p</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>e</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>k</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>c</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>A</mi> <mi>d</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>c</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>cos</mi> <mi>t</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>p</mi> <mo>(</mo> <mrow> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>k</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <msub> <mi>Dst</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>j</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>p</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>k</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <msub> <mi>Dst</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>c</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>j</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>j</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>A</mi> <mi>d</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>j</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>c</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>j</mi> <mi>s</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中表示vnfj可选的映射位置，表示vnfj前的虚拟链路可选的映射路径，表示上的带宽开销，表示vnfj后的虚拟链路可选的映射路径，表示上的带宽开销，和均表示上的物理节点，和分别表示和上的剩余计算资源，和分别表示和的邻接边，和分别表示邻接边和上的剩余带宽资源，α和β分别是用来平衡节点剩余计算资源和边剩余带宽资源权重的影响因子。
7.根据权利要求2-6任一所述的网络服务功能链的跨域部署方法，其特征在于，所述步骤S12与步骤S7相同。
8.根据权利要求1所述的网络服务功能链的跨域部署方法，其特征在于，所述步骤S17具体包括以下分步骤：
S17-1、取出Mopt中SFC请求的子链sub_SFCi的映射方案其中sub_SFCi为分配到Di中的第i个SFC子链；
S17-2、判断sub_SFCi是否为空，若是则进入步骤S17-9，否则进入步骤S17-3；
S17-3、找出sub_SFCi中带宽需求最小的虚拟链路vlm；
S17-4、从第一个VNF开始，依次移动vlm前的VNF到靠近sub_SFCi源节点且满足资源需求的物理节点上；
S17-5、从最后一个VNF开始，依次移动vlm后的VNF到靠近sub_SFCi目的节点且满足资源需求的物理节点上；
S17-6、将sub_SFCi从vlm分成前后两部分，表示为before和after；
S17-7、判断before和after中是否还存在能够继续移动的VNF，若是则返回步骤S17-3，否则进入步骤S17-8；
S17-8、将当前域中更新后的映射方案表示为Mnew，并将其添加进Mopt，返回步骤S17-1；
S17-9、得到VNF的部署位置更新后的Mopt。
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