CN109560961A - 一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，所述方法包括：确定叠加在NFVE问题中的影响，包括对SFC可用性，链路的消耗和SFC依赖性的影响；进一步分析实现叠加的挑战，包括对叠加，链路设计和可用性计算的一些限制，提出基于叠加的部署原则；针对部署原则，将NFVE问题建模为非线性0‑1规划问题，该问题允许叠加并且将可用性约束下的资源消耗最小化；提出一种启发式部署算法解决NFVE问题。本发明提出的部署方法大大提高了NFV的可用性和资源利用率。

Description

一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法

技术领域

本发明涉及网络功能虚拟化研究领域，具体地，涉及一种基于叠加提高可用性的虚拟网 络服务链部署方法。

背景技术

网络功能虚拟化(NFV)是解决传统网络瓶颈问题的一种有前景的方法，可以降低资本 支出和运营支出。NFV将物理网络设备与在其上运行的网络功能分离，并在商用主机中实现 这些网络功能。NFV的主要思想是利用虚拟化技术来设计，部署和管理定制网络服务。某些 虚拟网络功能(VNF)按顺序处理请求，称为服务功能链(SFC)。

实施NFV的主要挑战是在基于NFV的网络基础设施中对所需网络服务的资源分配。在 本发明中，提出的方法旨在解决资源分配问题的第二阶段，即网络功能虚拟化部署(NFVE) 问题。在NFV中，基础设施提供商(InP)将VNF部署在物理设施中以提供各种服务，同时 满足服务提供商(SP)所要求的服务等级协议(SLA)。NFVE对于提高资源利用率和NFV 性能非常重要。考虑到可用性是SLA中的关键指标，本发明提出的方法关注提供可用性保证的网络功能虚拟化部署问题。当此SFC中的每个VNF的至少一个VNF实例可用时，SFC可 用。备份是提高可用性的重要手段。但是，备份可能会降低资源效率，因为在发生故障之前 它会处于空闲状态。因此，可用性和资源利用之间的平衡是两难选择。

目前大多数现有的可用性工作，侧重于如何在NFV中分配备份，通过备份保证NFVE可用性，但它们不允许叠加。一些现有的工作解决了NFVE问题，虽然允许叠加，但很少考 虑到利用叠加提高NFVE的可用性。

发明内容

本发明提供了一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，解决现有方法未能 充分考虑利用叠加提高NFVE可用性的问题，实现了高可用性和高效率的虚拟网络服务链部 署，提高了NFV的可用性和资源利用率。

在一台服务器中部署多个VNF时，将其称为叠加。叠加可以提高SFC的可用性，减少链接资源的消耗和SFC之间的依赖性。例如，当部署由两个VNF组成的SFC时，如果将这 两个VNF部署到一个服务器中，则此SFC的可用性是此服务器的可用性。如果将这两个VNF 部署到不同的服务器中，则此SFC的可用性是这两个服务器可用性的产物。将所有服务器视 为具有相同的可用性，那么当叠加这两个VNF时SFC的可用性更高。与此同时，如果它们 是叠加的，不需要在这两个VNF之间部署链路，因为它们可以在部署它们的服务器内部进行

为了充分利用叠加实现高可用性和高效率的SFC部署，提高NFV的资源利用率和可用 性，本发明通过下述技术方案实现：

一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，包括以下步骤：

步骤S1，确定叠加在网络功能虚拟化NFV部署问题中的影响；在确定叠加影响的基础 上，分析实现叠加的挑战，提出了基于叠加的部署原则；

步骤S2，基于所述部署原则，将网络功能虚拟化NFV部署问题建模为非线性0-1规划问 题，该问题允许叠加并且将可用性约束下的资源消耗最小化；采用启发式部署算法实现保证 可用性的服务链部署。

进一步，在一台服务器中部署多个虚拟网络功能VNF时，将其称为叠加，所述叠加在网 络功能虚拟化NFV部署问题中的影响包括对服务功能链SFC可用性、链路消耗和服务功能 链SFC依赖性的影响。

进一步，所述步骤S1中，基于链路消耗情况，提出基于叠加的第一条部署原则：当存在 指定的服务功能链SFC的起点和终点时，只有当服务功能链SFC的跳数大于起点和终点之间 的最短路径时，叠加才有机会减少链路。

进一步，所述实现叠加的挑战包括对叠加、链路设计和可用性设计的限制。

进一步，所述步骤S1中：

基于叠加的复杂情况，提出基于叠加的第二条部署原则：当备份的虚拟网络功能VNF与 没有备份的虚拟网络功能VNF一致时，总是浪费资源；

基于链路设计和SFC可用性，提出基于叠加的第三条部署原则：有备份的虚拟网络功能 VNF的有利叠加；且提出基于叠加的四条部署原则：无备份的虚拟网络功能VNF的有利叠 加。

进一步，所述步骤S2中，建立的模型包括目标函数和约束条件，该目标函数是在允许叠 加的情况下，将部署的资源消耗最小化，其包括计算资源、存储资源和链路容量资源。

进一步，所述约束条件包括：

约束1，每个物理设备上的资源消耗不能超过其拥有的资源数目，包括服务器的计算、 存储资源和物理链路的容量；

约束2，约束服务功能链SFC中的每个主虚拟网络功能VNF只部署一次，每个主虚拟网 络功能VNF最多只能有一个备份，并且主虚拟网络功能VNF及其备份不能部署在同一服务 器上；

约束3，服务功能链SFC的延迟约束和可用性约束；

约束4，虚拟链路和备份链路的流量守恒约束，包括主链路的流量守恒约束、子链内部 链路的流量守恒约束、从有备份的虚拟网络功能VNF到无备份的虚拟网络功能VNF的链路 的流量守恒约束以及从无备份的虚拟网络功能VNF到有备份的虚拟网络功能VNF的链路的 流量守恒约束。

进一步，所述启发式部署算法包括：

步骤S21，将虚拟网络功能VNF按照其在服务功能链SFC中的序列进行部署，以增加减 少链路消耗的机会，尽可能将虚拟网络功能VNF部署到一个服务器中；

步骤S22，完成虚拟网络功能VNF部署后，计算服务功能链SFC的实际可用性，如果可 用性低于要求，则需要追溯并调整虚拟网络功能VNF的部署策略；

步骤S23，确认上述部署方案的可用性是否符合要求，若是，则进行链路的部署：基于 虚拟网络功能VNF部署的结果和部署原则，查找所有的服务器对之间需要部署的链路以及它 们的宽带要求。

本发明具有如下的优点和有益效果：

相对于现有技术，本申请的方法彻底分析利用叠加在可用性保证的NFVE问题中的影响， 包括对可用性，链路消耗和依赖性的影响，并深入分析了实现叠加的挑战，包括其在NFVE 问题中对叠加，链路设计和可用性计算的一些限制。本发明提供了一种基于叠加提高可用性 的虚拟网络服务链部署方法，解决现有方法未能充分考虑利用叠加提高NFVE可用性的问题， 实现了高可用性和高效率的虚拟网络服务链部署，提高了NFV的可用性和资源利用率。

本申请提出的方法中设计了简单的链路原则来完成必要的功能需求并减少资源开销。在 叠加时难以计算SFC的可用性。本申请的方法中提出了一种基于链路原则计算SFC可用性的 简单方法。本申请提出的方法合理地安排叠加以最大化可用性并最小化资源消耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本申请中基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法的流程示意图。

图2是本申请中提到的在允许叠加时资源效率低下的部署方案示意图。

图3是本申请中提到的block_2m的部署方案示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明 作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本 发明的限定。

实施例

如图1所示，本实施例提出了一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，主 要步骤依次为：确定叠加在NFVE问题中的影响，包括对SFC可用性，链路的消耗和SFC依赖性的影响；进一步分析实现叠加的挑战，包括对叠加，链路设计和可用性计算的一些限制，提出基于叠加的部署原则；将NFVE问题建模为非线性0-1规划问题，该问题允许叠加 并且将可用性约束下的资源消耗最小化；提出一种启发式部署算法解决NFVE问题。其中，

1)确定叠加在NFVE问题中对SFC可用性，链路的消耗和SFC依赖性的影响，具体包含：

A.可用性

在NFVE问题中，改进叠加可以提高SFC的可用性。若在部署中VNF没有备份，叠加将提高SFC的可用性，即使在部署中VNF有备份，叠加也可以进一步提高SFC的可用性， 并且SFC之间的叠加不会影响单个SFC的可用性。

B.降低链路消耗

叠加可以减少部署中的物理链路资源消耗。为了在一个服务器中部署两个或多个VNF， 需要具有更多可用资源的服务器，但是该服务器可能远离容纳SFC的其余VNF的其他服务 器，因此总物理链路资源消耗不一定小。分析认为，由于叠加，VNF之间的某些链路可能在 虚拟网络级别被省略，但部署后消耗的实际链路资源不一定会减少。但是，通过仿真实验证 明，如果在部署中允许叠加，则链路资源将减少。

仅在相邻VNF的叠加情况下链路消耗将减少，不相邻VNF的叠加不会影响链路消耗。 因此，提出基于叠加的第一条部署原则：

命题1：(链路消耗的特殊情况)当存在指定的SFC的起点和终点时，只有当SFC的跳数大于起点和终点之间的最短路径时，叠加才有机会减少链路。

证明：当指定SFC的开始和结束时，链路部署的最佳结果是它们部署在开始和结束之间 的最短路径中。当SFC的跳数小于开始和结束之间的最短路径，然后是否叠加时，链路部署 的最佳结果不会改变，这表明叠加对链路消耗没有影响。当SFC的跳数大于开始和结束之间 的最短路径时，如果在部署节点时不允许叠加，则部署的底层物理链路的跳数大于开始和结 束之间的最短路径的跳数。

在这种情况下，如果允许叠加，则有机会减少链路消耗。为简单起见，本方法中不考虑SFC的开始和结束。

C.依赖性

叠加将减少SFC之间的依赖性。叠加将增加SFC内部多个VNF部署在同一服务器的机 会。这将增加SFC内部的VNF对彼此的依赖性，因为它们将一起生效或一起故障。但是，SFC内部的这种依赖性并不重要，因为此SFC中的VNF的任何故障都将导致整个SFC故障。 即使VNF的故障不会影响其他人，这个SFC仍然无法使用。对于单个服务器，如果此服务 器上运行的SFCi的VNF更多，则其上运行的其他SFC的VNF较少。这将减少其他SFC对 SFC i的影响。因此，叠加将减少SFC之间的依赖性。

2)分析实现叠加的挑战，包括对叠加，链路设计和可用性计算的一些限制，并提出相应 的的部署原则，具体如下：

A.叠加的复杂情况

一个挑战是叠加的情况非常复杂。如果有n个服务器和m个VNF并且没有约束，则存在n*m个不同的部署策略，且部署有一些限制。由于需要通过备份处理硬件设施故障，主VNF及其备份不能存在于同一服务器中，否则备份无效。还需要避免一些资源效率低下的策略。如图2所示。存在SFC 3a₁→a₂，a₁具有备用b₁。SFC 3是如图2右侧所示的情况(1) 部署的。主VNF a₁和a₂部署在服务器2中。备份b₁部署在服务器1中。这种部署策略效率 低，因为备份是无用的。如果服务器2发生故障，即使备份VNFa₁，由于缺少VNF a₂，SFC 仍然不可用。如果服务器1出现故障，则SFC仍将在服务器2上运行。因此备份是浪费资源， 因为它对SFC的可用性没有贡献。

因此，提出叠加的第二条部署原则：

命题2：(低效率的情况)当备份的VNF与没有备份的VNF一致时，总是浪费资源。

证明：如图2所示，a₁有备份而a₂没有备份，只有两种方法可以叠加为(1)和(2)。 在情况(1)中，备份就是之前解释的浪费。在情况(2)中，a₁是浪费，因为当淡化其主要 和备份角色并切换它们的角色时，它与情况(1)相同。如果a₁和a₂的顺序相反，则情况类 似，因此无论顺序如何，该定理都是正确的。为了避免这种低效的部署策略，本方法要求具 有备份的VNF在没有备份的情况下不能与VNF重合。在删除主要和备份部署在同一服务器 和低效案例中的情况之后，存在很多情况，并且需要包含部署的约束，如设施容量约束。因 此很难在所有这些复杂的约束案例中找到最佳解决方案。

B.链路设计

一个挑战是链路设计。由于本方法要求带有备份的VNF与没有备份的VNF不一致，所 以叠加分为两种不同的情况：没有备份的VNF叠加和有备份的VNF叠加。没有备份的VNF叠加很简单。这些VNF应按在SFC中的顺序连接，当两个相邻的VNF部署在同一服务器中 时，它们之间不需要链路。有备份的VNF的叠加更加复杂。叠加的VNF及其备份形成两个 提供相同功能的子链，子链内的VNF不一定与SFC相邻。所以这两个子链内的链路是必要 的，但它们之间没有必要。子链内的链路与没有备份的VNF原则相同。当VNF及其备份与 其他VNF不一致时，与它们相邻的链路与传统DP相同，VNF实例应连接到VNF实例，VNF 实例是其前身和后续实例，包括主实例和备份实例。

C.SFC可用性计算

在根据需要和指定部署SFC之后，另一个挑战是如何计算此SFC的实际可用性，表示为 A_s'_fc。SFC的可用性是此SFC中每个VNF的至少一个VNF实例可用的概率。本方法将边缘服务器可用性A_sn定义为其运行时间的百分比。A_sn计算为MTBF/(MTBF+MTTR)，其中MTBF 是平均故障间隔时间，MTTR是平均修复时间。VNF将继承其部署在的服务器的可用性。将 SFC划分为块并计算这些块的可用性并将它们组合以获得SFC的可用性。最初，每个主要 VNF及其备份(如果有的话)都是一个块。当来自不同块的VNF部署在同一服务器中时， 这些块将合并为新块。块在可用性方面彼此独立。部署后，计算每个块的可用性并将它们相 乘以获得SFC的可用性。

本实施例中，将没有备份且不相互合并的块表示为block_1p，它的可用性是其部署所在的 服务器的可用性；具有备份但不相互合并的块block_2p，它的可用性是这些块部署所在的两个 服务器不会同时失败的概率；没有备份的合并块表示为block_1m，它的可用性也是部署所在服 务器的可用性；由含主VNF和备份的块合并的块，表示为block_2m，它的可用性是它们形成 的两个子链不会同时故障的可能性，子链的可用性决定于该子链中的VNF部署在的服务器的 可用性。

在研究SFC的最佳部署之前，首先研究block_1m和block_2m的最佳叠加，将所有服务器视 为具有相同的可用性A_sn。有一种方法可以部署block_1m，即将VNF部署到一台服务器中。因 为如果一个block_1m中的VNF部署在不同的服务器中，那么这些VNF将叠加到多个block_1m而 不是一个。

有6种方法可以部署block_2m，如图3所示。有两个主要的块，一个是a₁， 它的备份是b₁，另一个是a₂，它的备份是b₂。如果淡化它们的主要和备份角色以 及这个链的顺序，这6种叠加方式可以减少到两种。这两种block_2m在图3中标 记为方案(1)和方案(2)。(1)中block_2m的可用性是1-(1-A_sn)²。(2)中block_2m的可用性是由于 因此(1)中的block_2m具有比(2)更高的可用性。

因此，提出基于叠加的第三条部署原则：

命题3：(有备份的VNF的有利叠加)如果所有服务器都具有相同的可用性，则备份数 量是确定的(小于主VNF的数量)，并且服务器的容量对于整个SFC来说是不够的。最大化SFC可用性的策略是将所有block_1p合并部署为一个block_1m，并将所有block_2p合并部署为一个 block_2m。

证明：如前所述，在叠加中，将SFC分为两个主要部分，即有备份的VNF和无备份的VNF。合并block_1p只有一种方法，如果将所有block_1p合并到多个服务器中，所有block_1p的可用性决定于这些服务器的可用性。为了最大化此部件的总体可用性，最佳解决方案是将它们 部署到一个服务器中。对于block_2p，最好的解决方案是将它们合并到一个block_2m中。根据方 案(1)的可用性更高的结论，最好的解决方案是将它们部署到一个block_2m中作为方案(1)。

在这种情况下SFC的可用性是值得注意的是，对于每个 可能的备份数量值(小于主要VNF的数量)，有利的叠加是相似的，并且SFC的可用性不会 根据公式而改变。因此，SFC的可用性不仅受备份的影响，还受其叠加方式和部署的服务器 数量的影响。

因此，提出基于叠加的第四条部署原则：

命题4：(无备份的有利叠加)如果所有服务器都具有相同的可用性，并且服务器的容量 足以容纳整个SFC，那么将整个SFC部署到一个服务器中比将其部署单独的服务器(即使部 分备份)产生更高的可用性。

证明：在这样的情况下，整个SFC部署在一台服务器上时其可用性为A_sn，并且 A_sn＞A_sn×[1-(1-A_sn)²]。因此从可用性方面来说，在一台服务器上部署整个SFC更好。

3)将NFVE问题建模为非线性0-1规划问题，该问题允许叠加并最小化可用性约束下的 资源消耗。

虚拟网络(VN)可以包含许多SFC。SFC是由一组通过虚拟链路连接的VNF实例组成的线性链(无环路)。每个SFC都具有可用性要求A_sfc和延迟要求D。VNF可以由多个SFC 共享。C_vn和S_vn分别表示VNF的计算和存储资源需求。每个虚拟链路(v_l)具有带宽需求B_vl。

底层物理网络。物理网络(SN)是可用于部署VN的物理设施，由相互连接的边缘服务 器、交换机和物理链路组成。SN＝<S_n,S_l,S_w>。在本方法中，将交换机和物理链路视为是高 度可靠的。服务器提供计算资源C_sn和存储资源S_sn。基板链路是两元组S_l＝<s_n1,s_n2>，具有带 宽容量B_sl和传播时间T_sl。

数学问题模型包含的具体内容如下

A.目标

模型的优化目标是在允许叠加的情况下，将部署的资源消耗最小化，包括计算资源，存 储资源和链接容量。目标定义为

其中分别表示虚拟节点v_i是否部署在物理节点s_j上，及其是否备份在s_j上。 分别表示虚拟链路v_i1v_i2是否部署在物理链路s_j1s_j2上，及其两端节点是否分别 备份在s_j1、s_j2上。和是权重变量，比如可以定义为价格。总资源消耗包括主 VNF和备份的消耗。

B.约束条件

Ⅰ.每个物理设备上的资源消耗不能超过其拥有的资源数目，包括服务器的计算、存储 资源和物理链路的容量。分别定义为

Ⅱ.约束SFC中的每个主VNF只部署一次，每个主VNF最多只能有一个备份，并且主VNF及其备份不能部署在同一服务器上。分别定义为

Ⅲ.SFC的延迟约束和可用性约束。延迟约束定义为

其中，是v_i的处理延迟时间。F_v表示虚拟节点v_i是否具有备份。表示虚拟节点v_i1和v_i2是否同时具有备份。如果此虚拟链路中有一个VNF具有备份，或者此虚拟链路的两个VNF 具有备份，则此链路的传播时间将是主链路和备份链路总和的一半。

可用性约束定义为

v_n和SFC存在可用性限制。函数f(x)是计算SFC实际可用性的函数，SFC的实际可用性应大于可用性阈值。

Ⅳ.虚拟链路和备份链路的流量守恒约束。包括：

a.主链路的流量守恒约束。定义为

其中，N(b)是s_nb所有的邻接节点s_n的集合。当s_j1是此链路的起始点时，虚拟链路部署 的路径在此节点的流量流出方向，因此等号的左边部分等于1，右边的部分也等于1，因为＝1。当s_j1是此链路的终点时，虚拟链路部署的路径在此节点的流量流入方向，因此等号的 左侧部分等于-1。右边的部分也等于-1，因为当s_j1是这个链接的中间点时，虚拟链 路的部署路径同时经过这个节点流量流入和流出方向，所以等号的左边部分等于0，右边的 部分也等于0，因为在其他情况下，虚拟链路没有部署连接s_j1的任何路径中， 所以等号的左边部分等于0。部分等于0因为

b.子链内部链路的流量守恒约束。定义为

其中，用来确保仅当此链路的两个端点都具有备份时，才存在此约束。

c.从有备份的VNF到无备份的VNF的链路的流守恒约束。定义为

其中,和用来确保只有当这个链路的起点有备份，而终点没有备份时，这个约束 才存在。

d.从无备份的VNF到有备份的VNF的链路的流守恒约束。定义为

其中，和用来确保只有当这个链路的终点有备份，而起点没有备份时，这个约 束才存在。

4)提出一种启发式算法实现保证可用性的服务链部署，提高了NFV的可用性和资源利 用率。

本申请提出的方法中设计了一种启发式保证可用性的服务链部署(ASCE)算法，目标是 找到一个可行的，可用的SFC实现部署策略，尽可能减少备份。首先部署VNF，然后检查SFC的可用性，并最后部署链路。根据部署原则的命题3,4和相关的结论，试图以尽可能少的备份来寻找作为有利叠加的可行部署方案。

在算法中，将VNF作为其在SFC中的序列部署，以增加减少链路消耗的机会。首先，尽可能地将VNF部署到一个服务器中。如果有一些服务器有足够的资源用于整个SFC，选择此集合中最小的服务器将资源保存在较大的服务器中。如果没有这样的服务器，选择资源容 量最大的服务器来减少备份。如果资源容量最大的服务器都甚至无法容纳一个VNF，则由于 缺少服务器资源，部署会失败。如果此SFC中的所有VNF都部署在一个服务器中，那么将 获得VNF的部署结果，然后继续执行第二步，即可用性检查。如果没有，则部署在此服务器 中的VNF构成唯一的block_1m，并且将备份未部署在此服务器上的其余VNF。其余的VNF 及其备份形成两个子链。然后将这两个子链逐个部署。部署子链的想法类似于C试图将所有VNF部署到一个服务器中并选择具有足够资源的服务器。如果没有可用的服务器，则由于缺少服务器资源，部署失败。可以根据资源容量从大到小对服务器进行排序，以简化选择过程。

部署VNF后，检查此部署方案是否满足SFC的可用性要求。计算SFC的实际可用性，如果可用性低于要求，那么需要追溯并调整VNF的部署策略。从部署的最后一个服务器开始追溯，这意味着重新部署了最后一步中部署的VNF。如果需要，可以追溯到VNF部署的第 一步，修改block_1m的部署。如果追溯到第一步，将block_1m部署另一台服务器(如果有的话)。否则，删除block_1m中的最后一个VNF，并将第一个VNF部署到倒数第二个VNF中作为新的block_1m。如果block_1m中只有一个VNF，则在将其删除之后，需要实际部署此SFC两次，因 为现在每个VNF都有备份，而block_2m中的子链就是这个SFC。

确认此部署方案的可用性符合要求时，进行部署链路。基于VNF部署的结果和部署原则， 查找所有的服务器对之间需要部署的链路以及它们的带宽要求。选择要部署的链路后，根据 此链路的带宽要求修改SN。删除不符合带宽要求的链路。然后，使用Dijkstra算法计算修改 后的SN中的服务器之间的最短路径P，将SN中每个物理链路的距离视为1，在P中部署此 链路。如果找不到部署的路径，则需要进行追溯。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，确定叠加在网络功能虚拟化NFV部署问题中的影响；在确定叠加影响的基础上，分析实现叠加的挑战，提出了基于叠加的部署原则；

步骤S2，基于所述部署原则，将网络功能虚拟化NFV部署问题建模为非线性0-1规划问题，该问题允许叠加并且将可用性约束下的资源消耗最小化；采用启发式部署算法实现保证可用性的服务链部署。

2.根据权利要求1所述的一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，其特征在于，在一台服务器中部署多个虚拟网络功能VNF时，将其称为叠加，所述叠加在网络功能虚拟化NFV部署问题中的影响包括对服务功能链SFC可用性、链路消耗和服务功能链SFC依赖性的影响。

3.根据权利要求2所述的一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，其特征在于，所述步骤S1中，基于链路消耗情况，提出基于叠加的第一条部署原则：当存在指定的服务功能链SFC的起点和终点时，只有当服务功能链SFC的跳数大于起点和终点之间的最短路径时，叠加才有机会减少链路。

4.根据权利要求1所述的一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，其特征在于，所述实现叠加的挑战包括对叠加、链路设计和可用性设计的限制。

5.根据权利要求4所述的一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，其特征在于，所述步骤S1中：

基于叠加的复杂情况，提出基于叠加的第二条部署原则：当备份的虚拟网络功能VNF与没有备份的虚拟网络功能VNF一致时，总是浪费资源；

基于链路设计和SFC可用性，提出基于叠加的第三条部署原则：有备份的虚拟网络功能VNF的有利叠加；且提出基于叠加的四条部署原则：无备份的虚拟网络功能VNF的有利叠加。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，其特征在于，所述步骤S2中，建立的模型包括目标函数和约束条件，该目标函数是在允许叠加的情况下，将部署的资源消耗最小化，其包括计算资源、存储资源和链路容量资源。

7.根据权利要求6所述的一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，其特征在于，所述约束条件包括：

约束1，每个物理设备上的资源消耗不能超过其拥有的资源数目，包括服务器的计算、存储资源和物理链路的容量；

约束2，约束服务功能链SFC中的每个主虚拟网络功能VNF只部署一次，每个主虚拟网络功能VNF最多只能有一个备份，并且主虚拟网络功能VNF及其备份不能部署在同一服务器上；

约束3，服务功能链SFC的延迟约束和可用性约束；

约束4，虚拟链路和备份链路的流量守恒约束，包括主链路的流量守恒约束、子链内部链路的流量守恒约束、从有备份的虚拟网络功能VNF到无备份的虚拟网络功能VNF的链路的流量守恒约束以及从无备份的虚拟网络功能VNF到有备份的虚拟网络功能VNF的链路的流量守恒约束。

8.根据权利要求7任一项所述的一种基于叠加提高可用性的虚拟网络服务链部署方法，其特征在于，所述启发式部署算法包括：

步骤S21，将虚拟网络功能VNF按照其在服务功能链SFC中的序列进行部署，以增加减少链路消耗的机会，尽可能将虚拟网络功能VNF部署到一个服务器中；

步骤S22，完成虚拟网络功能VNF部署后，计算服务功能链SFC的实际可用性，如果可用性低于要求，则需要追溯并调整虚拟网络功能VNF的部署策略；

步骤S23，确认上述部署方案的可用性是否符合要求，若是，则进行链路的部署：基于虚拟网络功能VNF部署的结果和部署原则，查找所有的服务器对之间需要部署的链路以及它们的宽带要求。