CN109428764B - 虚拟网络功能的实例化方法 - Google Patents

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Abstract

虚拟网络功能VNF的实例化方法，通过MANO与PaaS管理实体的协作式管理，将部署在PaaS平台的VNF公共服务和专有服务的生命周期管理与调用该服务的VNF生命周期管理有机进行绑定联动或解耦分离，有效满足了具有云原生特性的VNF各组成部分(公共服务和专有服务)差异化的生命周期管理和资源管理的需求，提高NFVI层虚拟资源的利用率和VNF实例部署的灵活性。

Description

虚拟网络功能的实例化方法
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种虚拟网络功能的实例化方法、相关设备及系统。
背景技术
传统的电信系统通过各种专用的硬件设备组成，不同的应用采用不同的硬件设备。随着网络规模的增长，系统越来越复杂，带来了诸多的挑战，包括新增业务的开发上线、系统的运维、资源利用率等。为了应对这些挑战及利用IT业界的虚拟化技术及云计算技术，在2012年10月22日召开的“SDN and OpenFlow World Congress”会议上，全球主要的13个电信运营商联合发布了NFV白皮书，并宣布在ETSI成立NFV ISG，制定NFV的需求及技术框架，推动NFV的发展。
网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)技术可以简单地理解为将电信网络中使用的各个网元的功能从目前的专用硬件平台迁移至通用的商用货架产品(COTS,Commercial-off-the-shelf)服务器上。通过NFV技术将电信网络中使用的各个网元转变成为独立的应用，可以灵活部署在基于标准的服务器、存储以及交换机等其他设备构建的统一基础设施平台上，并通过虚拟化技术，对基础设施硬件设备资源池化及虚拟化，对上层应用提供虚拟资源，实现应用、硬件解耦，使得每一个应用能够快速增加虚拟资源以实现快速扩展系统容量的目的，或者能够快速减少虚拟资源以实现收缩系统容量的目的，大大提升网络的弹性。采用通用的COTS服务器组成共享的资源池，新开发的业务，不需要单独部署硬件设备，大大缩短新业务上线时间。
平台即服务(PaaS,Platform as a Service)是将服务器平台作为一种服务的商业模式。通过网络进行软件程序提供的服务称为软件即服务(SaaS,Software as aService)，而云计算时代相应的云计算平台或者开发环境作为服务提供就成为PaaS。在云计算的典型层级中，PaaS层介于SaaS与基础设施即服务(IaaS,Infrastructure as aService)之间。
典型的PaaS平台应提供如下功能：1)应用运行环境：包括分布式计算运行环境、多种类型的数据存储、动态资源伸缩功能；应用全生命周期支持：包括提供开发SDK、IDE等加快应用的开发、测试和部署。2)公共服务：以API形式提供公共服务，如队列服务、存储服务和缓存服务等，监控、管理和计量：提供资源池、应用系统的管理和监控功能，精确计量；3)集成、复合应用构建能力：包括连通性服务、整合服务、消息服务和流程服务等。
随着NFV技术的不断发展，原有的构建在NFVI层虚拟机(VM)基础上的VNF的呈现形态融入了新的特性，支持云原生(Cloud-native)的VNF和融合PaaS平台服务的云化架构将成为电信云发展的新趋势。在IT领域，云原生是一种方法，用于构建和运行充分利用云计算模型优势的应用。企业需要一个用于构建和运行云原生应用和服务的平台，来自动执行并集成DevOps、持续交付、微服务和容器等概念。由于云原生和PaaS等云化架构概念来自IT应用领域，这些概念如何通过在电信NFV领域适配后进行应用,目前仍然没有解决方案。
在现有的NFV技术中，组成VNF实例的各VNF组件(VNFC)的生命周期管理与VNF实例的生命周期管理紧密耦合，不可分割。例如：如果将虚拟化的网元MME(MobilityManagement Function)定义为一个VNF，那么包含在该VNF内的功能如：移动性管理、会话管理和QoS管理可以分解为不同的VNFC。在VNF实例的生命周期内，每个VNFC实例独占一个VM的虚拟资源，并伴随着VNF实例的终结而释放所占用的VM资源。这种管理方式带来的好处是确保了VNFC之间的资源隔离性，有利于面向电信级VNF提供高可靠性的服务保障。但另一方面，由于每个VM被一个VNFC所独占，VM资源的利用率不高，很难保证大规模的VNF功能部署。
当云原生的设计原则引入到VNF实现时，VNF的功能将被进一步进行服务化解构甚至微服务化。如果对于VNFC仍然采用与VNF实例紧密耦合的生命周期管理方式，数量众多的VNFC实例会消耗大量的VM资源(或者是更细颗粒度的容器资源)，导致NFVI层的虚拟资源利用率低下，从而影响VNF实例的运行效率。
发明内容
本申请实施例提供一种虚拟网络功能的实例化(instantiation)方法、相关设备及系统，通过NFV的MANO和PaaS管理实体的交互，实现某些类型(例如公共服务)的PaaS服务的生命周期管理(实例化、弹性伸缩、终结)与调用它的VNF生命周期管理相互分离(解耦)。
第一方面，本申请实施例提供了一种虚拟网络功能VNF的实例化方法，包括：虚拟网络功能管理器VNFM接收VNF实例化请求，所述VNF实例化请求中携带需要实例化的VNF的标识；所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述VNF实例需要调用的PaaS服务，并确定所述VNF实例需要调用的所述PaaS服务的容量；所述VNFM向PaaS管理实体发送所述PaaS服务的配置请求，所述配置请求中携带所述需要调用的PaaS服务标识，容量以及租户的标识，所述租户对应调用所述PaaS服务的VNF；所述VNFM根据所述PaaS管理实体分配给所述VNF的所述指定容量的PaaS服务实例，完成所述VNF的实例化。
可选的，所述VNF实例需要调用的PaaS服务为公共服务。
由于PaaS上的公共服务的生命周期管理与NFV实例的生命周期管理是解耦的，本申请实施例的方案提高了NFVI虚拟资源的利用率和VNF实例的运行效率。
可选的，所述VNF实例需要调用的PaaS服务还包括专有服务，则所述方法进一步包括，所述VNFM向PaaS管理实体发送实例化所述专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务标识和实例化操作参数；所述VNFM根据在PaaS平台上实例化的所述专有服务实例和配置的所述公共服务实例，完成所述VNF的实例化。本发明实施例通过进一步包含了VNF实例化过程中对PaaS平台的公共服务和专有服务协同调用，从而更进一步的提高了VNF实例部署的灵活性和虚拟资源管理的整体效率。
可选的，所述方法还进一步包括：所述VNFM接收VNF实例弹性伸缩请求，所述弹性伸缩请求中携带VNF实例标识和弹性伸缩操作参数；所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述VNF实例调用的专有服务；所述VNFM向所述PaaS管理实体发送弹性伸缩请求，所述弹性伸缩请求中携带所述调用的专有服务标识和所述弹性伸缩操作参数；所述VNFM接收所述PaaS管理实体返回的所述弹性伸缩的执行结果。
可选的，所述VNFM接收VNF实例终结请求，所述VNF实例终结请求中携带需要终结的VNF实例标识；所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述需要终结的VNF实例调用的公共服务；所述VNFM向所述PaaS管理实体发起公共服务配置请求，所述配置请求中携带需要终结的公共服务标识和调用该公共服务的VNF对应的租户标识；所述VNFM接收所述PaaS管理实体返回的公共服务配置的应答消息；所述VNFM根据所述公共服务配置应答消息完成VNF实例的终结过程。
可选的，所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述需要终结的VNF实例调用的PaaS服务还包括专有服务，则所述方法进一步包括：所述VNFM向所述PaaS管理实体发起专有服务终结请求，所述终结请求中携带需要终结的专有服务实例的标识。所述VNFM接收所述PaaS管理实体返回的所述专有服务实例终结的应答消息；所述VNFM根据所述专有服务实例终结的应答消息和所述公共服务配置应答消息完成VNF实例的终结过程。
可选的，所述PaaS服务和VNF的映射关系存储在所述VNF的描述符文件VNFD中，所述VNFM从所述VNFD中获取所述映射关系。
可选的，所述VNFM从所述VNF的VNFD文件中获得所述VNF在实例化时需要使用的PaaS服务的容量，所述容量包括所述PaaS服务的实例数。
另一方面，本发明实施例提供了一种虚拟网络功能VNF的实例化方法，包括：PaaS管理实体接收VNFM发送的PaaS服务配置请求，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务名称，PaaS服务的容量以及调用所述PaaS服务的VNF对应的租户标识；所述PaaS管理实体根据所述配置请求，将指定容量的所述PaaS服务分配给所述租户；所述PaaS管理实体向所述VNFM返回所述PaaS服务配置的执行结果。
可选的，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务为公共服务。
可选的，所述方法进一步包括，所述PaaS管理实体接收所述VNFM发送的实例化专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务名称和实例化操作参数；所述PaaS管理实体接收所述实例化请求，根据所述请求中的实例化操作参数实例化所述专有服务；所述PaaS管理实体向所述VNFM返回所述专有服务实例化的执行结果。
可选的，所述方法还进一步包括：所述PaaS管理实体接收所述VNFM发送的弹性伸缩请求，所述弹性伸缩请求中携带所述调用的PaaS专有服务标识和弹性伸缩操作参数；所述PaaS管理实体根据所述弹性伸缩请求，执行所述PaaS专有服务的弹性伸缩并向所述VNFM返回所述弹性伸缩的执行结果。
可选的，所述PaaS服务的容量包括所述PaaS服务的实例数。
再一方面，本发明实施例还提供了一种虚拟网络功能管理器VNFM，包括：处理模块，发送模块，和实例化模块；所述处理模块，用于根据VNF实例化请求中携带的需要实例化的VNF的标识，以及PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述VNF实例需要调用的PaaS服务，还进一步用于确定所述VNF实例需要调用的所述PaaS服务的容量；所述发送模块，用于向PaaS管理实体发送所述PaaS服务的配置请求，所述配置请求中携带所述需要调用的PaaS服务标识，容量以及租户的标识，所述租户对应调用所述PaaS服务的VNF；所述实例化模块，用于根据所述PaaS管理实体分配给所述VNF的所述指定容量的PaaS服务实例，完成所述VNF的实例化。
可选的，所述VNF实例需要调用的PaaS服务为公共服务。
可选的，所述VNF实例需要调用的PaaS服务还包括专有服务，所述发送模块进一步用于向PaaS管理实体发送实例化所述专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务标识和实例化操作参数；所述实例化模块进一步用于根据在PaaS平台上实例化的所述专有服务实例和配置的所述公共服务实例，完成所述VNF的实例化。
再一方面，本发明实施还提供了一种PaaS管理实体，包括服务模块和响应模块，所述服务模块，用于接收VNFM发送的PaaS服务配置请求，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务名称，PaaS服务的容量以及调用所述PaaS服务的VNF对应的租户标识；并根据所述配置请求，将指定容量的所述PaaS服务分配给所述租户；所述响应模块，用于向所述VNFM返回所述PaaS服务配置的执行结果。
可选的，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务为公共服务。
可选的，则所述服务模块还进一步用于接收所述VNFM发送的实例化专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务名称和实例化操作参数；所述服务模块接收所述实例化请求，根据所述请求中的实例化操作参数实例化所述专有服务；所述响应模块还进一步用于向所述VNFM返回所述专有服务实例化的执行结果。
再一方面，本发明实施还提供了一种NFV网络系统，包含前述中任一方面中的VNFM和前述中任一方面中PaaS管理实体。
再一方面，本发明实施还提供了一种虚拟网络功能VNF的实例化方法，包括：虚拟网络功能管理器VNFM接收VNF实例化请求，所述VNF实例化请求中携带需要实例化的VNF的标识；所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述VNF实例需要调用的PaaS专有服务；所述VNFM向PaaS管理实体发送实例化所述专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务名称和实例化操作参数，所述参数包括所述专有服务的容量；所述VNFM根据在PaaS平台上实例化的所述专有服务实例，完成所述VNF的实例化。
再一方面，本发明实施还提供了一种计算机可读存储介质，包括程序指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如前述任一方面所述的NFV实例化方法。
本申请还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述各方面所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的一种基于NFV MANO的网络架构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种PaaS与MANO对接的备选架构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种VNF的实例化方法流程示意图；
图4是本申请实施例提供的一种VNF实例终结过程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种专有服务实例弹性伸缩过程示意图；
图6是本申请实施例提供的一种公共服务实例弹性伸缩过程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种通用的PaaS服务弹性伸缩过程示意图；
图8是本申请实施例提供的一种VNFM的装置结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种PaaS管理实体装置结构示意图；
图10是本申请实施例提供的一种NFV网络系统示意图；
图11是本申请实施例提供的一种VNFM或者PaaS管理实体的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中，在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
请参阅图1，图1为基于NFV的网络架构示意图，主要包括：运营支撑系统(Operation Support System，OSS)/业务支撑系统(Business Support System，BSS)、网元管理(Element Manager，EM)单元、虚拟化网络功能(VNF)单元、网络功能虚拟化基础设施(NFV Infrastructure，NFVI)单元、公共服务(Common Service，CS)单元以及网络功能虚拟化管理和编排(NFV MANO)系统。其中，网络功能虚拟化管理和编排(NFV Management andOrchestration，NFV MANO)系统包括网络功能虚拟化编排(NFV Orchestrator，NFVO)单元、虚拟化网络功能管理(VNF Manager，VNFM)单元和虚拟化基础设施管理(VirtualisedInfrastructure Manager，VIM)单元。
需要说明的是，在下文中，可以各用单元的英文缩写来描述对应单元，例如网元管理单元可以描述为EM或EM单元。下面对上述单元做简单介绍：
OSS/BSS是电信运营商的一体化、信息资源共享的支持系统，其主要由网络管理、系统管理、计费、营业、账务和客户业务等部分组成，而系统间则通过统一的信息总线有机整合在一起。OSS/BSS能在帮助运营商制订符合自身特点的运营支撑系统的同时帮助确定系统的发展方向，还能帮助用户制订系统的整合标准，改善和提高用户的业务水平。OSS/BSS在基于NFV的网络架构中用于对各个网元的生命周期管理(例如实例化等)进行必要的修改和调整。
NFV编排器(NFVO，NFV Orchestrator)：NFVO实现网络服务描述符(NSD,NSDescriptor)，虚拟网络功能转发图(VNFFG，VNF Forwarding Graph)的管理及处理，网络服务生命周期的管理，和VNFM配合实现VNF的生命周期管理和虚拟资源的全局视图功能。
VNF管理器(VNFM，VNF Manager)：VNFM实现虚拟化网络功能VNF的生命周期管理，包括虚拟化网络功能描述符(VNFD，VNF Descriptor)的管理、VNF的实例化、VNF实例的弹性伸缩(包括扩容Scaling out/up和缩容Scaling in/down)、VNF实例的治愈(healing)以及VNF实例的终止。VNFM还支持接收NFVO下发的弹性伸缩(scaling)策略，实现自动化的VNF弹性伸缩。
虚拟基础设施管理器(VIM，Virtualised Infrastructure Manager)：主要负责基础设施层硬件资源，虚拟化资源的管理(包括预留和分配)，虚拟资源状态的监控和故障上报，面向上层应用提供虚拟化资源池。
运营和商务支撑系统(OSS/BSS,Operations and Business Support Systems)：指运营商现有的运行维护系统OSS/BSS。
网元管理系统(EM,Element Manager)：针对VNF执行传统的故障、配置、用户、性能和安全管理(简称FCAPS,Fault Management,Configuration Management,AccountManagement,Performance Management,Security Management)功能。
虚拟化网络功能(VNF,Virtualized Network Function)：对应于传统非虚拟化网络中的物理网络功能(PNF)，如虚拟化的EPC节点(MME，SGW，PGW等)。网络功能的功能性行为和状态与虚拟化与否无关，NFV技术需求希望VNF和PNF拥有相同的功能性行为和外部接口。
VNF可以由多个更低级别的VNF组件(VNFC,VNF Component)来组成，因此，一个VNF可以部署在多个虚拟机(VM,Virtual Machine)上，每个VM承载一个VNF组件的功能；VNF也可以部署在一个VM上。
NFV基础架构(NFVI,NFV Infrastructure)：NFVI由硬件资源和虚拟资源以及虚拟化层组成。从VNF的角度来说，虚拟化层和硬件资源看起来是一个能够提供所需虚拟资源的完整实体。
基于当前的NFV系统架构，本申请提出一种NFV PaaS服务的生命周期管理方法，面向组成VNF的公共服务和专有服务进行差异化的生命周期管理，从而提高NFVI层虚拟资源的利用率和VNF实例部署的灵活性。(注：在ETSI NFV003GS中，生命周期管理指用于管理一个VNF或NS的实例化、维护和终结的一组功能。)
PaaS平台上部署了组成VNF的公共服务、专有服务以及对这些服务进行运维管理的PaaS管理功能(简称PaaS管理实体)，如图2所示。PaaS平台在北向接口上为调用PaaS平台服务的VNF或应用提供了应用编程接口(API,Application Programming Interface)，而PaaS管理实体将PaaS平台服务的运维管理和MANO系统进行对接，以实现面向云原生特性的VNF实例的统一运维管理。目前，ETSI标准尚未确定标准化的PaaS与MANO的互操作框架，图2所示的架构是一种可行的备选架构，PaaS管理实体功能接入MANO系统的锚点实体是VNFM。
具有云原生(Cloud-Native)特性的VNF实例由公共服务(也称为VNF公共服务)和专有服务(也称为VNF专有服务)组成。
公共服务：在功能定义中确定可以被一个或多个应用或服务调用(consume)的模块化服务或功能。创建后的公共服务实例被一个或多个应用或服务实例所调用。
专有服务：在功能定义中确定仅能被一个特定集合的应用或服务调用的模块化服务或功能。创建后的专有服务实例仅能被一个应用或服务实例所调用。
需要说明的是，不论是公共服务还是专有服务，既可以部署在PaaS平台上，也可以部署在PaaS平台之外的应用层，应用层对应VNF应用层的概念可以是VNF平台层，例如：部署在PaaS平台的服务组件。公共服务和专有服务可以看作是服务化的VNF，或者是服务化的VNFC。调用公共服务的应用或服务可以是VNF(电信级的虚拟化网元)，也可以是来自其他行业客户的第三方应用。模块化服务或应用可以是原子的(例如：微服务)，也可以是由多个原子化功能组合成的功能。
在本发明实施例方案中，对于部署在PaaS平台上公共服务和专有服务(在本发明实施例方案中分别简称为PaaS公共服务和PaaS专有服务，或者进一步简称为公共服务和专有服务)，采用如下的差异化方法实现组成VNF的PaaS服务实例的生命周期管理：
对于PaaS平台上的公共服务实例，其生命周期由PaaS平台自主进行管理，特别地，由PaaS平台的管理面(或者称为PaaS管理实体)进行公共服务的实例化、弹性伸缩(Scale)、治愈(Heal)和终结等操作。公共服务实例的生命周期管理与调用它的VNF实例的生命周期管理完全解耦(即：彼此无关，互不依赖)，部署在PaaS平台的公共服务实例在调用它的应用或服务使用该公共服务之前已经完成实例化所需的虚拟资源分配。
对于PaaS平台上的专有服务实例，其生命周期与调用它的VNF实例的生命周期进行绑定，专有服务实例伴随着调用它的VNF实例的实例化过程而创建，伴随着调用它的VNF实例的终结而终结。这样，专有服务实例的生命周期管理与调用它的VNF实例的生命周期管理完全耦合，专有服务实例的生命周期管理由PaaS平台来执行，但依赖于来自MANO的VNF实例生命周期管理事件的触发。
下面首先以一个VNF实例化的过程需要调用到PaaS平台提供的服务为例，来说明如何实现PaaS服务生命周期管理与调用它的VNF生命周期管理相互分离(解耦)的。
基于附图1和2的网络架构，本申请实施例提供一种VNF的实例化方法流程示意图，如附图3所示，NFVM与PaaS管理实体交互完成VNF的实例化，是NFV PaaS服务的生命周期管理方法的一个典型场景，该方法包括但不限于如下步骤：
S301：MANO(VNFM)接收来自发送者Sender(可以是NFVO或EM)的VNF实例化请求，该实例化请求消息中携带要实例化的VNF标识。
S302：VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定该实例化的VNF需要调用的专有服务和/或公共服务；实例化VNF可以仅调用专有服务或仅调用公共服务；
不论是公共服务还是专有服务，当该服务在PaaS平台上注册后，需要通知MANO(例如：VNFM)该服务的注册事件，以使得MANO获取该服务和所支持的调用它的应用/服务的类型的映射关系。具体的：MANO实体(例如：VNFM)向PaaS管理实体订阅PaaS服务注册事件。可选的，MANO可以向与其连接的所有PaaS管理实体订阅对应的PaaS平台上的服务注册事件。在订阅请求消息中指出订阅事件的条件，包括所注册服务的名称和该服务支持的租户类型，然后PaaS管理实体根据自身的服务注册需求或计划注册PaaS服务(公共服务或专有服务)，最后，PaaS管理实体向MANO发送PaaS服务注册通知，通知消息中携带以下至少一项：注册的服务名称、该服务支持的(即：可服务的)租户类型(对应VNF)、服务信息。其中，租户对应调用该注册服务的应用或服务，也可以表示为VNF。服务信息是指该服务相关的一些说明信息，例如：服务调用的约束或依赖信息，等等。
一般来说，VNFM还要确定所述VNF实例在实例化时需要调用的所述PaaS服务的容量，或者说需要调用的PaaS服务能力的大小；PaaS服务的容量，可以是需要的服务实例数量，也可以是服务实例数量和每个服务实例容量的乘积；支持某一VNF的PaaS服务容量信息可以是由VNFM从该VNF的VNFD中获取。
对于PaaS专有服务(S303～S305)：
S303：VNFM向PaaS管理实体发起专有服务实例化请求操作，该实例化请求消息中携带需要实例化的专有服务的标识、实例化操作参数，如：专有服务实例化后的初始容量要求。
S304：PaaS管理实体接收该实例化请求消息，按照消息中参数的指示执行PaaS专有服务的实例化。
S305：PaaS管理实体向VNFM返回PaaS专有服务实例化的应答消息。
对于PaaS公共服务(S306～S308)：
S306：VNFM向PaaS管理实体发起公共服务配置请求，该配置请求消息中携带所配置的公共服务名称、配置的公共服务的容量(如实例数)以及调用该公共服务的租户的标识信息，租户的标识即对应调用所述PaaS服务的VNF。
S307：PaaS管理实体接收该配置请求消息，按照消息中参数的指示完成公共服务和租户标识的绑定，并将消息中指定容量(如实例数)的公共服务分配给该租户标识对应的VNF实例。
S308：PaaS管理实体向VNFM返回PaaS公共服务配置的应答消息。
S309：VNFM根据实例化所创建的PaaS专有服务和/或配置绑定的PaaS公共服务实例完成VNF的实例化过程。
需要说明的是，在本实施例过程的示例中，步骤S303～S305对PaaS专有服务的实例化操作和步骤S306～S308对PaaS公共服务的配置操作可以互换顺序，或者并发执行，在此不作限定。
另外，PaaS管理实体根据对部署在PaaS平台上的公共服务的监控，自主触发执行公共服务的生命周期管理操作，例如：实例化、弹性伸缩、治愈或终结。触发操作执行的条件可以基于运营商预配置于PaaS管理实体的公共服务生命周期管理策略，例如：当平台上某一类型的公共服务的实例数少于一个门限值时，对该类型的公共服务进行auto-scale操作(自动伸缩，例如：完成指定的scale out)，也可以通过人机界面方式按需发起公共服务的生命周期管理，例如：确定某类型公共服务下线不再使用，则PaaS管理实体接收人机命令优雅终结该类公共服务的所有实例。MANO实体(例如：VNFM)对PaaS管理实体内部自主触发的公共服务生命周期管理操作无法感知，但可以通过订阅公共服务生命周期管理操作发生通知，来获取与公共服务实例生命周期管理相关的实时性的VNF实例信息，用于调用它的VNF实例生命周期管理的协作运行，在本实施例中，VNFM通过对公共服务实例生命周期管理操作信息的的订阅信息，可以获取到所述公共服务实例的状态，例如PaaS平台上是否有足够的指定名称的公共服务实例可用(available)，从而可以为步骤S306中是否向PaaS管理实体发起公共服务配置请求提供决策依据，可以理解的是，如果VNFM了解到PaaS平台上没有所需要的足够可用的公共服务实例，则可以决策不能够或者暂时不能够向PaaS管理实体发起公共服务配置请求。
本发明实施例的方法，通过MANO和PaaS管理实体的交互，实现VNF在实例化过程中对PaaS服务，特别是公共服务实例的调用。由于PaaS上的公共服务的生命周期管理与NFV实例的生命周期管理是解耦的，提高了NFVI虚拟资源的利用率和VNF实例的运行效率；本发明实施例还进一步包含了VNF实例化过程中对PaaS平台的公共服务和专有服务协同调用，从而更进一步的提高了VNF实例部署的灵活性和虚拟资源管理的整体效率。
与前述VNF实例化过程的实施例相对应，下面进一步介绍支持云原生特性的VNF实例终结过程，如图4所示：
S401：VNFM接收来自发送者Sender(可以是NFVO或EM)的VNF实例终结请求，该实例终结请求消息中携带要终结的VNF实例标识。
S402：VNFM根据PaaS服务和服务所支持的租户(对应所述要终结的VNF实例)类型的映射关系，确定该终结的VNF实例调用的专有服务和公共服务。
S403：VNFM向PaaS管理实体发起专有服务终结请求操作，该终结请求消息中携带需要终结的专有服务实例的标识。
S404：PaaS管理实体接收该实例终结请求消息，按照消息中参数的指示执行PaaS专有服务实例的终结。
S405：PaaS管理实体向VNFM返回PaaS专有服务实例终结的应答消息。
S406：VNFM向PaaS管理实体发起公共服务配置请求，该配置请求消息中携带所配置的公共服务名称和调用该公共服务的租户的标识信息。
S407：PaaS管理实体接收该配置请求消息，按照消息中参数的指示完成公共服务和租户标识的去绑定，并将该租户标识所对应分配的公共服务实例释放回PaaS平台。
S408：PaaS管理实体向VNFM返回PaaS公共服务配置的应答消息。
S409：VNFM根据实例化所终结的PaaS专有服务实例和配置去绑定的PaaS公共服务实例完成VNF实例的终结过程。
需要说明的是，在本实施例过程的示例中，步骤S403～S405对PaaS专有服务的实例化操作和步骤S406～S408对PaaS公共服务的配置操作可以互换顺序，或者并发执行，在此不作限定。
通过本发明实施例的方法，通过NFV的MANO和PaaS管理实体的交互，实现VNF实例在调用了PaaS平台服务情况下的终结，完善了NFV PaaS服务能力调用的生命周期管理。
下面进一步介绍支持云原生特性的VNF实例弹性伸缩(scale)过程,支持云原生特性的VNF实例弹性伸缩可以分为两段过程，彼此可以连接在一起或分开独立执行，如图5和图6所示，图5为VNF实例弹性伸缩触发专有服务实例弹性伸缩，图6给出PaaS公共服务实例弹性伸缩的过程。
步骤501：MANO(VNFM)接收来自发送者Sender(可以是NFVO或EM)的VNF实例弹性伸缩(VNF scale)请求，该弹性伸缩请求消息中携带要实例化的VNF实例标识和弹性伸缩操作相关的信息。其中，弹性伸缩操作相关的信息包括弹性伸缩操作的类型{scale in,scaleout},弹性伸缩执行的步长等。
步骤502：VNFM根据PaaS服务和服务所支持的租户(可以对应VNF)类型的映射关系，确定该VNF实例调用的专有服务。
步骤503：VNFM向PaaS管理实体发起专有服务弹性伸缩(scale)请求操作，该弹性伸缩请求消息中携带需要进行弹性伸缩的专有服务实例的标识和弹性伸缩操作相关的信息。其中，弹性伸缩操作相关的信息包括弹性伸缩操作的类型{scale in,scale out},弹性伸缩执行的步长等。
步骤504：PaaS管理实体接收该弹性伸缩请求消息，按照消息中参数的指示执行PaaS专有服务的弹性伸缩。
步骤505：PaaS管理实体向VNFM返回PaaS专有服务弹性伸缩的应答消息。
步骤506：VNFM根据PaaS专有服务实例的弹性伸缩结果完成VNF实例的弹性伸缩过程。
图6给出PaaS管理向VNFM订阅PaaS公共服务租户弹性伸缩的通知的过程。根据前述实施例过程描述，PaaS管理实体内部自主触发执行公共服务的生命周期管理，在本实施例图6中所示的订阅通知过程可以作为触发PaaS管理实体执行auto-scale操作的条件，但PaaS管理实体也可以进一步结合其他的监视信息来判断是否执行公共服务的auto-scale过程。因此，图6所示的订阅通知过程与PaaS管理实体触发执行公共服务的auto-scale过程相互解耦。
S601：PaaS管理实体向VNFM订阅公共服务租户弹性伸缩通知，在订阅请求消息中指出订阅事件的条件，包括公共服务的名称。
S602：MANO(VNFM)接收来自发送者Sender(可以是NFVO或EM)的VNF实例弹性伸缩(VNF scale)请求，该弹性伸缩请求消息中携带要实例化的VNF实例标识和弹性伸缩操作相关的信息。
S603：VNFM根据PaaS服务和服务所支持的租户(可以对应VNF)类型的映射关系，确定该VNF实例调用的公共服务。
S604：如果该VNF实例调用的公共服务包括步骤1的订阅通知中携带的公共服务的名称，则VNFM向PaaS管理实体发送公共服务弹性伸缩通知，通知消息中携带以下至少一项：公共服务的名称、调用该公共服务的租户的标识信息、弹性伸缩操作相关的信息。其中，弹性伸缩操作相关的信息包括弹性伸缩操作的类型{scale in,scale out},弹性伸缩执行的步长等。
图7的过程和图5的过程相似，参考附图7中文字描述，在本实施例中，要进行弹性伸缩的专有服务实例和公共服务实例不再进行差异化处理，VNFM可以通过统一的服务操作命令向PaaS管理实体发起服务(不区分是专有服务还是公共服务)的弹性伸缩请求操作，本发明实施例在此不在赘述。
上述实施例主要从各个网元之间交互的角度对本发明实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，各个网元，例如VNFM,PaaS管理实体为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本发明实施例可以根据上述方法示例对VNFM,PaaS管理实体进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在采用集成的模块或者单元的情况下，图8示出了上述实施例中所涉及的VNFM800的一种可能的结构示意图，包括：处理模块801，发送模块802，和实例化模块803。
所述处理模块801，用于根据VNF实例化请求中携带的需要实例化的VNF的标识，以及PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述VNF实例需要调用的PaaS服务，还进一步用于确定所述VNF实例需要调用的所述PaaS服务的容量，例如实例数；
所述发送模块802，用于向PaaS管理实体发送所述PaaS服务的配置请求，所述配置请求中携带所述需要调用的PaaS服务标识，容量以及租户的标识，所述租户对应调用所述PaaS服务的VNF；
所述实例化模块803，用于根据所述PaaS管理实体分配给所述VNF的所述指定容量的PaaS服务实例，完成所述VNF的实例化。
所述VNF实例需要调用的PaaS服务为公共服务的情况下，如果所述VNF实例需要调用的PaaS服务还包括专有服务，所述发送模块802还进一步用于向PaaS管理实体发送实例化所述专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务标识和实例化操作参数；
所述实例化模块803进一步用于根据在PaaS平台上实例化的所述专有服务实例和配置的所述公共服务实例，完成所述VNF的实例化。
在采用集成的模块或者单元的情况下，图9示出了上述实施例中所涉及的的一种可能的PaaS管理实体结构示意图，包括：服务模块901和响应模块902，
所述服务模块901，用于接收VNFM发送的PaaS服务配置请求，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务名称，PaaS服务的容量(例如实例数)以及调用所述PaaS服务的VNF对应的租户标识；并根据所述配置请求，将指定容量的所述PaaS服务分配给所述租户；
所述响应模块902，用于向所述VNFM返回所述PaaS服务配置的执行结果。
在所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务可以为公共服务，所述服务模块901还进一步用于接收所述VNFM发送的实例化专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务名称和实例化操作参数；所述服务模块接收所述实例化请求，根据所述请求中的实例化操作参数实例化所述专有服务；所述响应模块902还进一步用于向所述VNFM返回所述专有服务实例化的执行结果。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的VNFM和PaaS管理实体，以及它们包含的模块的具体工作过程，可以参考前述图3-图7所描述的实施例中VNFM和PaaS管理实体的对应过程，在此不再赘述。上述实施例仅是举例说明，本发明实施例不限于此，因此，本发明实施例提供的VNFM和PaaS管理实体，通过交互，实现了VNF在实例化过程中对PaaS服务，特别是公共服务实例的调用。由于PaaS上的公共服务的生命周期管理与NFV实例的生命周期管理是解耦的，提高了资源的利用率和VNF实例的运行效率；本发明实施例还进一步包含了VNF实例化过程中对PaaS平台的公共服务和专有服务共同调用，从而更进一步的解决了复杂场景下的PaaS平台服务调用问题。
本发明实施例还提供了一种NFV网络系统，如图10所示，所述NFV网络系统1000包括VNFM和PaaS管理实体。
前述方法实施例和装置实例中涉及的各步骤和各模块的所有相关内容均可以援引到该系统中各功能模块，在此不再赘述。
本发明前述所有实施例中的VNFM和PaaS管理实体可以通过计算机设备的形式实现。
请参阅图11，是本申请实施例提供的一种虚拟网络功能管理器VNFM或者PaaS管理实体的结构示意图。如图11所示，该网元包括处理器1101、存储器1102以及收发器1103。处理器1101连接到存储器1102和收发器1103，例如处理器1101可以通过总线连接到存储器1102和收发器1103。
处理器1101可以被配置为支持VNFM执行图2-图7所述方法实施例中相应的功能，也可以被配置为支持PaaS管理实体执行图2-图7所述方法中相应的功能。该处理器1101可以是中央处理器(英文：central processing unit，CPU)，网络处理器(英文：networkprocessor，NP)，硬件芯片或者其任意组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic array logic，GAL)或其任意组合。
存储器1102存储器用于存储程序代码等。存储器1102可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random access memory，缩写：RAM)；存储器1102也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如只读存储器(英文：read-only memory，缩写：ROM)，快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：harddisk drive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器1102还可以包括上述种类的存储器的组合。
收发器1103可以是通信模块、收发电路，用于实现VNFM或者PaaS管理实体与其他网络单元之间的数据、信令等信息的传输。
处理器1101可以调用所述程序代码以执行图2-图7所述方法实施例中的操作。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。例如，可以利用磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))来存储或传输所述计算机指令。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种虚拟网络功能VNF的实例化方法，其特征在于，所述方法包括：
虚拟网络功能管理器VNFM接收VNF实例化请求，所述VNF实例化请求中携带需要实例化的VNF的标识；
所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述VNF实例需要调用的PaaS服务，并确定所述VNF实例需要调用的所述PaaS服务的容量；
所述VNFM向PaaS管理实体发送所述PaaS服务的配置请求，所述配置请求中携带所述需要调用的PaaS服务标识，容量以及租户的标识，所述租户对应调用所述PaaS服务的VNF；
所述VNFM根据所述PaaS管理实体分配给所述VNF的指定容量的PaaS服务实例，完成所述VNF的实例化。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述VNF实例需要调用的PaaS服务为公共服务。
3.如权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述VNF实例需要调用的PaaS服务还包括专有服务，则所述方法进一步包括，
所述VNFM向PaaS管理实体发送实例化所述专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务标识和实例化操作参数；
所述VNFM根据在PaaS平台上实例化的所述专有服务实例和配置的所述公共服务实例，完成所述VNF的实例化。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：
所述VNFM接收VNF实例弹性伸缩请求，所述弹性伸缩请求中携带VNF实例标识和弹性伸缩操作参数；
所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述VNF实例调用的专有服务；
所述VNFM向所述PaaS管理实体发送弹性伸缩请求，所述弹性伸缩请求中携带所述调用的专有服务标识和所述弹性伸缩操作参数；
所述VNFM接收所述PaaS管理实体返回的所述弹性伸缩的执行结果。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：
所述VNFM接收VNF实例终结请求，所述VNF实例终结请求中携带需要终结的VNF实例标识；
所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述需要终结的VNF实例调用的公共服务；
所述VNFM向所述PaaS管理实体发起公共服务配置请求，所述配置请求中携带需要终结的公共服务标识和调用该公共服务的VNF对应的租户标识；
所述VNFM接收所述PaaS管理实体返回的公共服务配置的应答消息；
所述VNFM根据所述公共服务配置应答消息完成VNF实例的终结过程。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：所述VNFM根据PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述需要终结的VNF实例调用的PaaS服务还包括专有服务，则所述方法进一步包括：
所述VNFM向所述PaaS管理实体发起专有服务终结请求，所述终结请求中携带需要终结的专有服务实例的标识；
所述VNFM接收所述PaaS管理实体返回的所述专有服务实例终结的应答消息；
所述VNFM根据所述专有服务实例终结的应答消息和所述公共服务配置应答消息完成VNF实例的终结过程。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述PaaS服务和VNF的映射关系存储在所述VNF的描述符文件VNFD中，所述VNFM从所述VNFD中获取所述映射关系。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述VNFM从所述VNF的VNFD文件中获得所述VNF在实例化时需要使用的PaaS服务的容量，所述容量包括所述PaaS服务的实例数。
9.一种虚拟网络功能VNF的实例化方法，其特征在于，所述方法包括：
PaaS管理实体接收VNFM发送的PaaS服务配置请求，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务名称，PaaS服务的容量以及调用所述PaaS服务的VNF对应的租户标识；
所述PaaS管理实体根据所述配置请求，将指定容量的所述PaaS服务分配给所述租户；
所述PaaS管理实体向所述VNFM返回所述PaaS服务配置的执行结果。
10.如权利要求9中所述的方法，其特征在于，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务为公共服务。
11.如权利要求10中所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，
所述PaaS管理实体接收所述VNFM发送的实例化专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务名称和实例化操作参数；
所述PaaS管理实体接收所述实例化请求，根据所述请求中的实例化操作参数实例化所述专有服务；
所述PaaS管理实体向所述VNFM返回所述专有服务实例化的执行结果。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：
所述PaaS管理实体接收所述VNFM发送的弹性伸缩请求，所述弹性伸缩请求中携带所述调用的PaaS专有服务标识和弹性伸缩操作参数；
所述PaaS管理实体根据所述弹性伸缩请求，执行所述PaaS专有服务的弹性伸缩并向所述VNFM返回所述弹性伸缩的执行结果。
13.如权利要求9-12任一项所述的方法，其特征在于，所述PaaS服务的容量包括所述PaaS服务的实例数。
14.一种虚拟网络功能管理器VNFM，其特征在于，包括：处理模块，发送模块，和实例化模块
所述处理模块，用于根据VNF实例化请求中携带的需要实例化的VNF的标识，以及PaaS服务和VNF的映射关系，确定所述VNF实例需要调用的PaaS服务，还进一步用于确定所述VNF实例需要调用的所述PaaS服务的容量；
所述发送模块，用于向PaaS管理实体发送所述PaaS服务的配置请求，所述配置请求中携带所述需要调用的PaaS服务标识，容量以及租户的标识，所述租户对应调用所述PaaS服务的VNF；
所述实例化模块，用于根据所述PaaS管理实体分配给所述VNF的指定容量的PaaS服务实例，完成所述VNF的实例化。
15.如权利要求14中所述的VNFM,其特征在于，所述VNF实例需要调用的PaaS服务为公共服务。
16.如权利要求15中所述的VNFM,其特征在于，所述VNF实例需要调用的PaaS服务还包括专有服务，所述发送模块进一步用于向PaaS管理实体发送实例化所述专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务标识和实例化操作参数；
所述实例化模块进一步用于根据在PaaS平台上实例化的所述专有服务实例和配置的所述公共服务实例，完成所述VNF的实例化。
17.一种PaaS管理实体，其特征在于，包括服务模块和响应模块，
所述服务模块，用于接收VNFM发送的PaaS服务配置请求，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务名称，PaaS服务的容量以及调用所述PaaS服务的VNF对应的租户标识；并根据所述配置请求，将指定容量的所述PaaS服务分配给所述租户；
所述响应模块，用于向所述VNFM返回所述PaaS服务配置的执行结果。
18.如权利要求17所述的PaaS管理实体，其特征在于，所述配置请求中携带需要调用的PaaS服务为公共服务。
19.如权利要求18所述的PaaS管理实体，其特征在于，则所述服务模块还进一步用于接收所述VNFM发送的实例化专有服务的请求，所述请求中携带需要实例化的专有服务名称和实例化操作参数；所述服务模块接收所述实例化请求，根据所述请求中的实例化操作参数实例化所述专有服务；
所述响应模块还进一步用于向所述VNFM返回所述专有服务实例化的执行结果。
20.一种NFV网络系统，其特征在于，包含权利要求14-16中任一项中的VNFM和所述权利要求权利要求17-19中任一项中的PaaS管理实体。
21.一种计算机可读存储介质，包括程序指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-13任意一项所述的NFV实例化方法。
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