CN110800000B - 用于计算基于网络功能虚拟化（nfv）的通信网络中虚拟网络功能（vnf）的拥有成本的系统、方法和计算机程序 - Google Patents

用于计算基于网络功能虚拟化（nfv）的通信网络中虚拟网络功能（vnf）的拥有成本的系统、方法和计算机程序 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于计算基于网络功能虚拟化的(基于NFV的)通信网络中虚拟网络功能(VNF)或网络服务的拥有成本的系统、方法和计算机程序产品。在使用中，拥有成本系统接收与至少一个虚拟网络功能(VNF)相关联的一个或更多个参数。拥有成本系统识别与每个参数相关联的成本。此外，拥有成本系统基于与每个参数相关联的成本计算与至少一个虚拟网络功能关联的拥有成本。

Description

用于计算基于网络功能虚拟化(NFV)的通信网络中虚拟网络 功能(VNF)的拥有成本的系统、方法和计算机程序
要求优先权和相关申请
本申请要求于2017年1月18日提交的62/447,855号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及电信和/或数据通信，更具体地，涉及电信网络的网络功能虚拟化(NFV)。
背景技术
网络功能虚拟化是欧洲电信标准协会(ETSI)发布的在可从ETSI网站获得的一系列文件中提出的电信服务架构的术语或名称。NFV使用通用硬件平台和适用于通用硬件平台的软件。因此，NFV创建的网络比传统的通信网络更加灵活和动态。在基于NFV的网络中，虚拟网络功能(VNF)将网络功能的软件实现与虚拟化运行的基础设施资源去耦合。网络服务基于一个或更多个VNF和/或物理网络功能(PNF)、它们的互连和链的定义。VNF几乎可以在任何通用硬件处理设施上执行。因此，可以更容易、成本更低，并且因此更频繁在硬件设施之间安装、移除和移动VNF。
基于NFV的网络的灵活性增强了优化网络容量和性能的可用手段。然而，目前用于访问在基于NFV的网络中实现各种VNF和网络服务的成本的技术是有限的。
因此，具有解决这些和/或与现有技术相关的其他问题的需求。
发明内容
提供了用于计算基于网络功能虚拟化的(基于NFV的)通信网络中虚拟网络功能(VNF)的拥有成本的系统、方法和计算机程序产品。在使用中，拥有成本系统接收与至少一个虚拟网络功能(VNF)相关联的一个或更多个参数。拥有成本系统识别与每个参数相关联的成本。此外，拥有成本系统基于与每个参数相关联的成本计算与至少一个虚拟网络功能相关联的拥有成本。
附图简要说明
图1示出了根据一个实施例的、用于计算基于网络功能虚拟化的(基于NFV的)通信网络中虚拟网络功能(VNF)的拥有成本的方法。
图2示出了根据一个实施例的、与基于NFV的通信网络相关联的系统的简化图。
图3示出了根据一个实施例的基于NFV的网络的硬件单元的简化框图。
图4示出了根据一个实施例的NFV管理系统的简化图。
图5示出了根据一个实施例的所部署的基于NFV的网络的简化图。
图6示出了根据一个实施例的NFV生态系统的简化图。
图7示出了根据一个实施例的业务支持系统(NFV-BSS)架构的简化图。
图8示出了根据一个可能的实施例的网络架构。
图9示出了根据一个实施例的示例性系统。
具体实施方式
图1示出了根据一个实施例的、用于计算基于网络功能虚拟化的(基于NFV的)通信网络中虚拟网络功能(VNF)的拥有成本的方法100。
如图所示，拥有成本系统接收与至少一个虚拟网络功能相关联的一个或更多个参数。参见操作102。在各种实施例中，参数可以包括与以下中的一个或更多个相关联的信息：许可、运行时间、可用性、处理负载、内存负载、存储器负载、通信负载、硬件要求、软件要求、电力、冷却、测试、装载、缩放、迁移、修复和/或各种其他信息。
拥有成本系统识别与每个参数相关联的成本。参见操作104。此外，拥有成本系统基于与每个参数相关联的成本计算与至少一个虚拟网络功能相关联的拥有成本。参见操作106。
可以计算VNF或网络服务的总拥有成本。网络服务由一个或更多个VNF和相关联的连接组成。
总拥有成本可以在NFV部署的不同阶段计算：在离线/预设计/预采购阶段，以支持通信服务提供商的决策采购；在设计阶段；以及在运行时间阶段，由编排器支持在特定环境中使用哪个VNF/网络服务的决定。
此外，在一个实施例中，可以加权与每个参数相关联的成本以计算拥有成本。拥有成本可与各种定价方案相关联和/或用于计算各种定价方案，如依赖于需求的定价、基于可用性的定价和/或可变定价等。
应注意，方法100可根据实施者的指示，利用各种系统、硬件、软件、应用程序、用户界面等来实现。例如，实现方法100的系统可以包括一个或更多个处理器、数据库等，以及实现各种逻辑、计算机代码、应用程序和/或用户界面等。
在本说明书的上下文中，术语“网络”和“通信网络”是指连接一个或更多个通信元件(包括有线网络、无线网络和/或其组合)的硬件和软件。
术语“网络功能虚拟化”(NFV)和“虚拟网络功能”(VNF)在欧洲电信标准协会(ETSI)发布的一系列文件中进行了描述，并且可从ETSI网站获取。术语“虚拟网络功能或特征”(VNF)是指网络内部地或外部于客户、订户、终端用户、终端或服务器由网络提供的功能、特征或服务的特定实现。VNF可以包括功能或特征或服务的软件程序实现。术语VNF实例(VNF-I)是指由特定虚拟机或处理器或计算设施执行VNF程序和/或由特定客户(或订户、终端用户、终端或服务器等)使用的特定过程或任务。
术语“服务”是指基于NFV的通信网络可以提供或提供给一个或更多个通信元素的任何类型的使用(例如用例)。服务可以包括在任意数量的元素之间切换数据或内容、将内容从服务器提供给通信元素或在服务器之间提供内容、保卫和保护通信和内容、处理客户或第三方提供的内容、提供备份和冗余等。服务可以使用VNF的部分功能，或可以包括一个或更多个VNF和/或一个或更多个形成服务子网(或互连模型)的VNF实例。在本说明书的上下文中，术语“链(chain)”可指此类服务子网络，例如与特定服务类型或服务实例相关联的特定多个VNF和/或VNF实例。
当术语“部署”指的是硬件元素时，其包括处理元素、存储器元素、存储元素、连接(通信)元素等，指的是创建基于NFV的网络的这些硬件元素的配置或拓扑。当术语“部署”指的是软件元素时，如VNF和VNF实例，则其指的是这些软件元素和硬件元素之间的关联。
术语“部署优化”是指以满足特定需求和/或规则集(如与负载相关和与性能相关的需求)的方式，或以更好地利用特定硬件部署的方式(如通过降低运营成本)将软件和硬件元素相关联。
术语“服务部署优化”或“服务优化”或“链优化”是指优化服务链的部署，即优化进行特定服务的一个或更多个VNF实例的部署。因此，术语链优化和服务优化可以互换使用。
术语“会话”是指两个或更多个实体之间的通信连接，该连接持续一段时间，在此期间数据可以在实体之间进行交换。会话可以由相应网络协议中的会话层实现和管理。术语会话可以包括网络会话和逻辑会话。网络会话可以与用于通信的设备相关联，而逻辑会话可以与通信方(用户)相关联，并且可以持续存在，而不管各方正在使用的通信方式如何。
术语“服务连续性”包括并适用于术语“会话连续性”和“流连续性”。流是指流媒体、流会话或流服务，诸如声音(包括语音)、视频、多媒体、动画等。术语服务通常适用于一组VNF(或VNF组提供的功能)，但也可适用于单个VNF(或VNF提供的功能)。术语“连续性”表示会话或服务没有中断，或者中断足够短，用户没有意识到这种中断，或者中断不会造成任何数据丢失，或者以可接受的方式处理丢失(例如，少量话音包丢失，但谈话可以继续进行等)。
术语“可用性”或“服务可用性”是指服务水平或服务特性，其中服务提供者应提供服务，尽管可能存在硬件或软件故障。例如，服务提供商可以对客户负有提供特定级别的处理能力、通信特征(如带宽、延迟、抖动、数据库一致性等)的责任。即使提供服务的硬件组件或软件组件不能正常工作时，客户也应该能够使用服务的这种级别或特性。因此，提供可用性可能需要额外的资源，如备份资源和/或镜像。因此，“可用性”也可以指术语“故障恢复”和“冗余”。
术语“故障恢复”是指在故障后恢复一个或更多个网络服务、功能和特征的过程，无论是由硬件故障、系统崩溃、软件漏洞或安全漏洞或故障引起的故障。硬件故障包括但不限于与例如电源、处理单元、内存、存储器、传输线等相关联的任何类型的性能不足。术语“故障恢复”也适用于恢复关于上述任何一个的一个或更多个VNF或VNF实例的功能。术语安全漏洞或安全故障可以互换使用。
术语“冗余”是指在备用模式下或以其他方式提供的被完全或部分复制的网络的任何类型的组件，以便在网络的另一个组件停止正常工作或以其他方式指示某种故障时替换该组件。冗余可以适用，但不限于硬件、软件、数据和/或内容。
现在将阐述关于各种可选架构和用途的更多说明性信息，在这些架构和用途中，根据用户的需要，可以实现或不实现上述方法。应特别指出的是，以下信息是为了说明的目的而阐述的，而不应被解释为以任何方式加以限制。以下任何特征可以选择性地与所描述的其他特征结合或不排除其他特征。
根据各种实施例，用于计算基于网络功能虚拟化的通信网络中的虚拟网络功能的拥有成本的系统、方法和计算机程序产品的原理和操作可参考以下附图和随附的描述进一步理解。
图2示出了根据一个实施例的与基于NFV的通信网络210相关联的系统200的简化图。作为选择，系统200可以在图1的细节的上下文中实现。然而，当然，系统200可以在任何期望的环境的上下文中实现。进一步地，上述定义同样适用于以下描述。
如图2所示，提供至少一个基于NFV的网络210。根据一个实施例，基于NFV的通信网络210包括NFV管理系统211和NFV编排(NFV-O)模块212。
在现有网络架构的上下文中，基于NFV的网络210可以采取任何形式，包括但不限于电信网络、局域网(LAN)、无线网络、广域网(WAN)，例如互联网、对等网络、线缆网络等。虽然只示出了一个网络，但应该理解，可以提供两个或两个以上类似或不同的基于NFV的网络210。
基于NFV的网络210可以包括一个或更多个计算设施214，每个计算设施包括一个或更多个硬件单元，并通过通信链路互连以形成基于NFV的网络210。至少一个计算设施214可以包括NFV管理系统211。NFV管理系统211可以包括NFV-O模块212。
NFV-O模块212可以由基于NFV的网络210中的一个或更多个处理器或服务器执行，例如计算设施214。NFV-O模块212可以作为NFV-O实例或组件执行。因此，NFV-O模块212可以包括多个NFV-O实例或组件，下面将进一步解释。
多个设备215与基于NFV的网络210通信地耦连。例如，为了通信的目的，服务器计算机216和计算机或终端217可以耦连到基于NFV的网络210。此类终端用户计算机或终端217可以包括台式计算机、笔记本电脑、平板电脑和/或任何其他类型的逻辑或数据处理设备。然而，各种其他设备可以耦连到基于NFV的网络210，包括个人数字助理(PDA)设备218、移动电话设备219、电视220(例如线缆、天线、移动或卫星电视等)等。这些设备215可以由基于NFV的网络210的终端用户、订户和/或客户拥有和/或操作。其他设备215，例如管理站221，可由基于NFV的网络210的运营商拥有和/或操作。
网络管理员222可以通过控制包括NFV管理系统211和NFV-O 212的NFV基础设施来监督基于NFV的网络210的操作的至少某些方面。
图3示出了根据一个实施例的基于NFV的网络的硬件单元323的简化框图300。作为选项，可以在前面的图的详细信息的上下文中查看框图300。然而，当然，可以在任何需要的环境的上下文中查看框图300。进一步地，上述定义同样适用于以下描述。
在一个实施例中，硬件单元323可以表示图2的计算设施214或计算设施214的一部分。硬件单元323可以包括计算机器。术语计算机器涉及任何类型的计算设备或与计算有关的单元，或其组合，包括但不限于处理设备、内存设备、存储器设备和/或通信设备。
因此，硬件单元323可以是网络服务器，计算设施214可以是多个网络服务器或数据中心，包括基于云的基础设施。作为选项，硬件单元323可以在图2和/或图5中基于NFV的网络210的任何设备的上下文中以及任何所需的通信环境中实现。
每个硬件单元323(或计算机器、计算设备、计算相关单元和/或硬件组件等)，其包括这种硬件单元之间的每个通信链路，可以与一个或更多个性能类型和各自的性能等级或值相关联，其中硬件单元和/或通信链路是可操作的以提供性能值。例如，性能类型是，例如处理能力、高速缓存存储器容量、常规存储器容量(如RAM、动态或易失性存储器等)、非易失性存储器(如闪存等)容量、存储容量、电力、冷却、带宽、比特率、延迟、抖动、误码率和丢包等。虚拟机可以运行在硬件单元323的顶部，且VNF可以运行在一个或更多个这样的虚拟机上。
硬件单元323可以是可操作的，以为图2中基于NFV的网络210内执行的任何类型的软件组件和/或其实例提供计算基础设施和资源。在这方面，硬件单元323可操作为处理本文所述的任何过程，包括但不限于任何与NFV相关的软件组件和/或过程。硬件单元323可操作为处理虚拟网络功能(VNF)、VNF实例、网络功能虚拟化编排(NFV-O)软件、模块和功能、数据中心管理软件和/或云管理系统(CMS)等。
在各种实施例中，硬件单元323可以包括至少一个处理器单元324、一个或更多个存储器单元325(例如，随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器(例如闪存等)、一个或更多个存储单元326(例如包括硬盘驱动器和/或可移除存储驱动器，其表示软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器等)、一个或更多个通信单元327、一个或更多个图形处理器328和显示器329以及连接各个单元/设备的一个或更多个通信总线330。
硬件单元323还可以包括一个或更多个计算机程序331或计算机控制逻辑算法，其可存储在内存单元325和/或存储器单元326中的任何一个中。当执行这些计算机程序时，使得硬件单元323能够执行各种功能(例如，如图1的上下文阐述的，等)。内存单元325和/或存储器单元326和/或任何其他存储都是有形计算机可读介质的可能示例。
可以领会的是，计算机程序331可以包括NFV管理系统211和/或NFV-O 212中的任何一个。
图4示出了根据一个实施例的NFV管理系统411的简化图。作为选项，NFV管理系统411可以在之前附图的细节的上下文中实现。例如，在一个实施例中，NFV管理系统411可以表示图2中的NFV管理系统211。然而，当然，NFV管理系统411可以在任何期望的环境的上下文中实现。此外，上述定义同样适用于以下描述。
在一个实施例中，NFV管理系统411可以包括NFV-O模块412。NFV管理系统411可以包括一个或更多个NFV-O模块412。在各种实施例中，每个NFV-O模块412可以包括编排和工作流管理432，其负责管理(即编排)和执行所有NFV-O过程，包括呼入和/或呼出通信和接口。
NFV管理系统411可以包括部署优化模块433，其使得用户能够设计用于网络优化的自动机制。部署优化模块433可以通过在硬件单元(如图5的硬件单元551等)之间迁移VNF450和VNF实例(如图5的VNF实例551等)，自动且连续地操作这些机制，以实时地(或接近实时地)优化VNF 450及其VNF实例的分布。
NFV管理系统411还可以包括链优化模块434。链优化模块434可以是部署优化模块433的一部分，可以使用户能够设计自动机制来优化VNF 450和VNF实例的链或组的部署。由基于NFV的网络提供的服务通常由特定的链或一组特定的VNF 450及其各自的VNF实例组成。链优化模块434根据与特定服务或链或组相关联和/或适用于特定服务或链或组的要求和规范，来优化硬件单元之间的服务链或服务组的部署。
链优化模块434可以自动且连续地操作这些机制，以通过重新规划它们在硬件单元之间的分布以及还可选地在硬件单元之间迁移VNF 450和相关的VNF实例，来实时优化VNF 450及其VNF实例的链或组的操作。
NFV管理系统411还可以包括服务履行模块435，该模块将服务和资源(例如VNF)实例生命周期活动作为过程和编排活动的一部分进行管理。这可以包括登入、启动(例如实例化)、安装和配置、缩放、终止、软件更新(例如正在运行的VNF等的)、测试环境和/或回滚过程。此外，服务履行模块435还可以提供将订单分解为多个网络服务，并将这些网络服务激活为单个VNF实例或VNF实例的链。
订单分解包括将业务订单转换为面向网络的服务实现计划。例如，业务订单可以被分解为多个功能，其中一些功能可以由不同的软件程序或模块(例如，诸如各种VNF)提供，这些软件程序或模块在一个或更多个数据中心中实例化为多个VNF实例。执行订单分解时，服务履行模块435可以询问部署优化模块433，以获得给定网络和资源条件下客户订单的最佳部署选项。执行订单分解时，然后服务履行模块435可以启动服务，包括其所有组件。可以在NFV-O层次结构的多个位置执行订单分解。例如，可以在NFV-O的根中执行初始分解，然后在相关的数据中心中执行进一步的分解。
在一个实施例中，激活和供应模块可以向编排和工作流管理432提供激活和供应服务的计划。激活和供应模块还可以向上层提供关于履行状态的反馈。该上层可以包括业务支持服务(BSS)。
NFV管理系统411还可以包括保证模块436和服务管理模块452，能够收集关于网络元素的状态的实时数据，并创建服务和网络健康的综合视图。保证模块436包括保证功能，可以与服务管理模块452交互，以执行与保证相关的生命周期管理程序。生命周期管理也可以由其他模块、策略、手动干预或VNF本身触发。保证模块436和服务管理模块452也可以触发与生命周期管理和故障相关联的事件。保证模块436和服务管理模块452可以监测网络的健康状况，并可以执行故障恢复活动。
保证模块436和服务管理模块452提供了根据所需要的标准监控服务的状态和性能的能力。保证模块436和服务管理模块452还可以与网络基础设施(例如，包括计算、存储和联网等)交互，以接收所需信息、分析信息并根据定义的策略对每个事件采取行动。保证模块436和服务管理模块452能够与分析交互，以丰富策略保证模块。也可以提供接口，用于由外部系统实现。
NFV管理系统411还可以包括策略管理模块437，该模块使得用户能够定义和配置脱机和/或实时策略，以控制VNF和服务相关规则。策略管理模块437可以包含预先配置的策略和活动以及NFV-O过程的选择规则，以确定针对特定过程事件执行的优选的策略或活动。策略管理可以是多层的，包括供应商策略、服务策略和运营商策略等。策略机制可以触发合适的策略层(供应商/服务/运营商)。
NFV管理系统411还可以包括管理模块438，该模块提供网络、手动生命周期管理和干预以及手动系统管理和配置的总体视图。管理模块438可以是可操作为使得诸如管理员(例如图2的管理员222等)之类的用户能够管理、查看和操作NFV-O系统。管理模块438还可以提供网络拓扑和服务的视图、执行特定活动(如手动生命周期管理)的能力以及更改服务和连接配置。
NFV管理系统411还可以包括库存管理模块439，该模块维护所部署的服务和硬件资源的分布式视图。库存目录可以反映网络中映射到产品和/或客户实体的资源和服务的当前实例化和分配。
NFV管理系统411还可以包括大数据分析模块440，其分析网络和服务数据，以支持涉及服务和订户的网络决策，以基于实际使用模式提高网络性能。大数据分析模块440还可以生成假设情景以支持面向业务的规划过程。此外，大数据分析模块440可用于分析和评估各种规划方面的信息(例如，虚拟网络容量规划、数据中心容量规划、基于价值的计划、网络部署替代方案的成本分析等)、部署和管理(例如，指导性运营商推荐、假设场景分析与仿真、应用程序快速弹性和资源使用优化等)，并且可以支持面向业务的规划过程。
NFV管理系统411还可以包括目录模块441，其可以包括定义网络各个方面的记录，如产品、服务和资源，如硬件单元和VNF(如VNF目录等)。目录模块441可以包括一组集中的、层次化的信息存储库，其中包含资源、服务和产品定义及其关系、版本控制和/或描述符等。这些记录可以包括模板，其使用户(如管理员)能够定义特定的网络组件，诸如资源、产品、服务等。资源模板可以定义资源描述符、属性、活动、过程和/或连接等。服务模板可以定义来自资源构建块的服务变体。产品模板可以基于服务组成(例如，在一个实施例中，这可以是BSS目录的一部分)定义可销售产品的参数(例如，价格、评级等)。
库存管理模块439、大数据分析模块440和/或目录模块441可以支持多个数据中心、多个CMS，并在整个基础设施中提供集中视图。库存管理模块439、大数据分析模块440和/或目录模块441还可以支持维护物理资源和虚拟资源两者的混合网络和服务。
NFV管理系统411还可以包括记账和许可模块442，该模块可操作为出于商业目的记录和管理网络软件使用数据，包括许可、记账、计费以及与订户和提供商的服务协调。记账和许可模块442可以基于诸如CPU、存储器、数据等之类的各种参数管理虚拟网络应用程序的许可和使用，包括支持复杂评级方案的能力。记账和许可模块442可以使用户定义特定VNF模块的定价并提供与供应商进行结算。记账和许可模块442还可以使能评估网络内提供的服务的内部成本，以计算投资回报(ROI)。
NFV管理系统411还可以包括故障恢复模块443(也称为灾难恢复规划模块或DRP等)，其使得用户能够为NFV-O和/或整个网络规划和管理灾难恢复过程。
NFV管理系统411还可以包括安全管理模块444，该模块提供跨网络的应用程序安全的认证授权和记账服务。例如，安全管理模块444可以包括认证模块和功能。在一个实施例中，认证模块和功能(例如，包括身份管理等)可以认证系统中定义的每个用户的身份。每个用户可以有唯一的用户身份和密码。系统可以支持基于密码的认证，采用灵活的密码策略。与外部认证提供者的集成可以经由附加的系统增强来完成。授权模块和功能可以支持基于角色的访问控制(RBAC)机制，其中，根据业务需求，基于最低权限概念(例如标准或管理员角色)为每个用户分配一个或更多个角色。在一个实施例中，记账和许可模块442可以提供对安全事件(诸如认证或登录事件)的审计。
作为选项，安全管理模块444可以使用规则来保护敏感信息。例如，这些规则可用于确保被访问的数据是用于收集数据的特定目的，敏感信息在存储/传输时被加密，并在显示和日志上屏蔽/截断，并且整个安全系统被部署在客户的内联网(即在网络/基础设施措施之后)、独立的域中，等等。
在一个实施例中，NFV管理系统411可进一步包括安全开发生命周期(SDLC)模块，该模块确保在项目生命周期期间处理安全方面，例如安全设计、安全测试等。
如图4所示，NFV管理系统411可以包括服务规划模块445。服务规划模块445可由通信服务提供商(CSP)销售代表、企业和/或技术人员使用，作为与企业/SMB客户销售互动过程的一部分。
服务规划模块445还可以提供与目录、客户数据、网络和订购系统交互的能力，以为企业客户提供在线网络服务建议，以及报价、更新建议、验证服务性和网络库存的能力，并且一旦完成，提供使用北向接口激活的服务订单。
NFV管理系统411还可以包括东/西API 446，其包括各种域/活动接口，包括到大数据存储库的信息源，以及与物理网络系统(OSS)的交互能力。
北向API 447为各种外部软件包提供应用程序编程接口(API)，诸如用于服务订单履行、取消和更新活动的业务支持系统(BSS)、状态通知、资源库存视图、监控系统、保证系统、服务规划工具、系统视图和配置的管理工具以及大数据存储库等。
进一步地，南向API 448可为外部软件包提供API，例如CMS(包括服务和VNF生命周期活动——从基础设施状态接收的，并监控上游系统和活动的信息[例如，保证])、用于配置相互和内部数据中心连接的SDN控制器(或其他连接系统)、用于配置VNF的EMS和用于直接配置的VNF。
图5示出了根据一个实施例的所部署的基于NFV的网络510的简化图500。作为选项，可以在前面的附图的细节的上下文中查看图500。例如，在一个实施例中，所部署的基于NFV的网络510和相关元件可以表示在前面的图的上下文中描述的基于NFV的网络和相关元件。然而，当然，图500可以在任何所需环境的上下文中查看。此外，上述定义同样适用于以下描述。
如图5所示，基于NFV的网络510可以包括经由传输线549连接的硬件单元523和安装在硬件单元523中作为软件程序550实现的VNF。一些硬件单元523可以直接连接到客户。客户可以是订户、终端用户或组织，在此表示为终端或服务器552，或多个终端和/或服务器552。基于NFV的网络510还可以包括NFV管理系统511和NFV编排(NFV-O)512。
如图5进一步所示，几个通常不同的VNF 550可以安装在同一个硬件单元523中。此外，相同的VNF 550可安装在不同的硬件单元523中。
VNF 550可以由硬件单元523的处理器以VNF实例551的形式执行。因此，安装在特定硬件单元523中的特定VNF 550可以“体现(incarnated)”(例如，启动、执行为等)在任何数量的VNF实例551中。VNF实例551可以彼此独立。此外，每个VNF实例551可以为不同的终端和/或服务器552提供服务。基于NFV的网络510连接到一个或更多个客户、订户和/或终端用户操作的通信终端设备552并连接在其之间。
可以理解的是，网络运营商可以管理部署在客户场所的一个或更多个服务。因此，一些硬件单元523可以驻于网络运营商的场所内，而其他硬件单元523可以驻于客户的场所内。类似地，服务器(诸如图2的服务器计算机216)可以驻于网络运营商的场所或客户的场所中。因此，当网络运营商为客户的终端设备552(诸如服务器计算机)提供和/或管理一个或更多个服务时，网络运营商的基于NFV的网络510可以直接管理VNF 550，提供服务及其VNF实例551。
在这种情况下，基于NFV的网络510可以管理与终端设备552(例如服务器计算机216等)的位置无关的服务，无论是在网络运营商的场所还是在客户的场所。换句话说，基于NFV的网络510可以管理VNF 550和提供服务的VNF实例551，以及共同位于同一计算设备(例如硬件单元523等)内的终端设备552(例如服务器计算机216等)，无论是在网络运营商的场所还是在客户的场所，还是在商业云或任何其他地方。
通信网络提供的服务可以使用一个或更多个VNF来实现。例如，服务可以是相互连接的VNF的组或链。构成组或服务的VNF可以由单个处理器、同一机架上的若干处理器安装和执行，可以在同一数据中心中的若干机架内安装和执行，或由分布在两个或更多个数据中心内的处理器安装和执行。在某些情况下，可以通过使用网络功能虚拟化优化通信网络中服务的部署，以及优化基于NFV的网络510中虚拟网络功能的组或链的部署，来使用链优化。因此，术语“链优化”是指VNF的部署的规划和/或管理，其使VNF的链或组提供特定服务。
例如，图5示出了第一服务553，包括VNF 550及其各自的VNF实例554、555、556和557，以及粗线。在这个例子中，进行第一服务553的VNF 550的组或链被连接为VNF 550的链。然而，进行服务的VNF 550可以以任何可能的形式连接，诸如星形、树根、树枝、网格等，包括它们的组合。值得注意的是，VNF 550可以由两个或更多个VNF实例551(如VNF 554)执行。
因此，进行第一服务553的VNF 550的组或链的部署受到诸如通信链路549带宽的容量和/或延迟(延时)之类的约束的限制。
VNF可以具有需求或规范的列表，诸如处理能力、高速缓存存储器容量、常规存储器容量(例如RAM、动态或易失性存储器等)、非易失性存储器(例如闪存等)能力、存储能力、电力要求、冷却要求等。提供特定功能(例如提供给特定客户、实体等)的特定VNF实例551可以有例如与特定服务质量(QoS)或服务水平协议(SLA)相关联的进一步的要求或经修改的要求。这些要求可以包括最大延迟或延时、平均延迟和最大变化(延迟抖动)、允许的最大丢包等。其他要求可以包括服务可用性、冗余、备份、回滚和/或恢复的规定、容错和/或故障安全操作等。可以考虑的关于非功能性要求的更多信息(例如与KPI相关联的信息)可在2017年8月8日提交的、题为“用于自动认证用于基于网络功能虚拟化(NFV)的通信网络中的虚拟网络功能(VNF)的系统、方法和计算机程序(“SYSTEM,METHOD,AND COMPUTER PROGRAM FORAUTOMATICALLY CERTIFYING A VIRTUAL NETWORK FUNCTION(VNF)FOR USE IN A NETWORKFUNCTION VIRTUALIZATION(NFV)BASED COMMUNICATION NETWORK)”的15/672,068号美国专利申请中找到，其通过引用并入本文中。
由VNF 550的链或组及其VNF实例551组成的服务可以有类似的要求或规范的列表，涵盖整个服务。因此，这些要求或规范可以暗示、影响或包括关于VNF 550和/或VNF实例551之间的通信链路的要求或规范。此类要求或规范可以包括带宽、延迟、误码率和/或丢包等。此类通信要求或规范可以进一步施加部署限制或约束，要求特定的VNF 550和/或VNF实例551驻留在同一数据中心或同一机架内，甚至在同一计算设备中，例如共享存储器或由同一处理器执行。安全措施可以增加进一步的要求或规范，例如一些VNF 550和/或VNF实例551的共同位置。
在图5的上下文中，基于NFV的网络510具有层次结构。至少具有基于NFV的网络510的层次结构的四个方面。联网或通信量方面是指硬件单元523之间的传输线的布置。处理方面是指硬件单元523的布置。软件方面是指VNF 550的安排。操作方面是指VNF实例551的布置。
在基于NFV的网络中，优化过程的一个方面是，它可以基于实时需求，而不是基于长期的、统计上预期的需求。在基于NFV的网络中，对网络重新配置的一个潜在限制是，网络配置不会导致超过任何当前服务的可接受的水平的恶化。NFV部署模块(如图4的433模块等)可以用于实时启用和管理硬件单元523、VNF 550和VNF实例551之间的服务迁移，而不会影响服务的可用性或对服务的可用性产生最小影响，同时确保服务和会话的连续性。
在本说明书的上下文中，术语“连续”意思是部署优化模块和/或链优化模块(例如图4中的链优化模块434等)在运行时间、实时地、在线地、在运行中、重复地或在不会有害地影响网络功能及其服务的情况下执行相关优化任务或过程。
与传统网络不同，基于NFV的网络可以有两种拓扑：硬件设备的拓扑和VNF的拓扑(VNF在硬件设备之间的分布)。硬件网络的拓扑相对稳定，而VNF拓扑可以被实时优化。基于NFV的网络的另一个好处是，修改软件拓扑(例如，VNF在硬件设备之间的分配)的成本比修改硬件拓扑要低得多。然而，网络的任何修改都有其成本，包括使这种修改成为可能的成本。增加的成本可能是由于需要处理拓扑的修改和重新分配VNF实例，并为此目的维护过多的资源而导致的。
因此，在某些情况下，可能需要本地化NFV-O 512，尤其是与部署优化模块和链优化模块相关联的部署优化过程，以降低成本，同时确保在需要时扩大由这些过程所管理的网络范围的可能性。
NFV的主要目标之一是通过在标准计算硬件上部署基于软件的功能来降低网络和网络服务的成本。然而，NFV的主要优势在于增加业务动态，例如通过快速提供新的服务，这就需要创新的面向NFV的BSS。
图6示出了根据一个实施例的NFV生态系统600的简化图。作为选项，NFV生态系统600可在之前附图的细节的上下文中实现。然而，当然，NFV生态系统600可以在任何期望的环境的上下文中实现。此外，上述定义同样适用于以下描述。
NFV生态系统包括多个网络，每个网络都有其网络运营商，其中网络是运行多个供应商提供并由多个客户使用的多个虚拟网络功能的网络组件和计算设施的集合。客户可以同时访问任意数量的网络，并从一个或更多个选择的网络获得其通信服务。
供应商可向任意数量的运营商提供其VNF，运营商可从任何数量的供应商处获得任何VNF。相互竞争的VNF可以遵守，或者部分遵守一个或更多个标准，可以彼此协作，或者以其他方式兼容，也可以不兼容。增值转售商(VAR)和虚拟网络运营商(VNO)可以创建、销售和运营特定的网络服务，运营商可能会发现不足之处，例如，由于运营过于复杂或细分市场太小。总的来说，NFV基础设施能够形成动态的生态系统，其中快速发展的竞争会侵蚀旧服务的盈利，并且新服务也会不断开发——由NFV-BSS支持。
生态系统的一个重要成员是提供OSS和BSS系统的公司，它们也可以为网络配置和业务方法提供模拟和测试设施。
图7示出了根据一个实施例的业务支持系统(NFV-BSS)700架构的简化图。作为选项，NFV-BSS架构700可以在前面附图的细节的上下文中实现。然而，当然，NFV-BSS架构700可以在任何所需环境的上下文中实现。此外，上述定义同样适用于以下描述。
NFV-BSS使运营商能够创建新的服务、销售服务、向客户收取使用服务使用费以及分配收入。因此，运营商、供应商、VAR/VNO和客户可以在线访问NFV-BSS。这些实体中的每一个都可以创建服务并出售或使用该服务。
运营商可以针对同一网络同时使用两个或更多个NFV业务支持系统。BSS与NFV操作支持系统(NFV-OSS)或NFV-O(网络功能虚拟化编排器)进行实时通信，以提供服务、监控服务的使用以及执行特定的业务方法。通常，单一的OSS(或NFV-O)管理一网段，BSS可以集成几个不同的OSS，并且两个或更多个BSS可以监督同一个OSS。
OSS(或NFV-O)使BSS能够提供服务并监控服务的使用(例如出于计费目的)，以及还向BSS提供操作数据，例如详细的使用统计、计划的程序和过程、各种资源的预期消耗等。可以领会的是，诸如冗余和备份服务之类的服务可以在不被实际使用的情况下被提供和计费。
就VNF的拥有成本而言，拥有成本是成本计算的特殊案例，并一方面用作VNF和服务选择及偏好的主要工具，还用作基本/初步定价的基础。
假定NFV支持更动态的服务创建和适应，以及可变的定价，例如依赖于需求的定价、基于可用性的定价等。拥有成本可以用作成本计算和定价、业务模拟和分析的算法中的基本参数。
成本计算可以是面向功能的，因此定价也可以是面向功能的，其中VNF或网络服务可以由任意数量的VNF组成。每个这样的VNF都可以单独计算成本和定价。然而，计算成本和定价可以相互依赖。例如，如果提供了特定的第一功能，则与不提供第一功能而提供第二功能相比，提供相关的第二功能的成本可以降低，例如，由于第一功能已经需要的硬件和软件资源的可用性、联合供应和操作等。
成本计算和定价系统的目的是提供一种非常灵活、精密和开放的机制，用于按需计算每个功能的成本和价格，并模拟服务的相关业务方面。
因此，成本计算(以及随后的定价)，包括拥有成本，与每个VNF、每个功能、一组特定的功能、基于不同VNF的特定功能集合的网络服务、网络切片等相关。因此，成本计算取决于网络的特定配置以及在特定网络段中实际处理的VNF、功能和服务的特定生态系统。拥有成本提供了成本计算的“平均”(批模式)视图。
例如，当使用一组特定功能设计服务时，每个功能可以来自具有不同成本计算/定价方案的不同提供商。拥有成本系统可以提供各种该组合的成本模拟。因此，“取平均”方法对于提供有效的拥有成本来说至关重要。
对于软件包和软件包的每个功能(VNF)，为参数列表中的每个参数(如下面列出的成本计算参数)提供成本。运营商和供应商可以向列表中添加参数。如果供应商添加了参数类型，则该参数仅与特定的VNF相关联。但是，运营商可以使得供应商添加的参数可用于其他VNF/服务。
参数可以包括许可、运行时间、可用性、处理负载、内存负载、存储器负载、通信负载、硬件要求、软件要求、电力、冷却、测试、装载、缩放、迁移、修复等。
许可参数指的是供应商费用，其可以是以下中的任何一个或其组合：一次性、年度、每座位等。运行时间参数指的是供应商费用，它可以是为实际使用所支付的许可费之外的费用，也可以是替代许可费的费用，按使用参数的任意组合计算，所述使用参数诸如：时间(例如，秒)、处理(例如，每秒浮点运算次数)、内存和存储器消耗(例如，MB)、通信(例如，MBps)等。
可用性参数指的是供应商费用，其可以是许可费或运行时间费用之外的、制作配置用于且可用于立即使用的特定VNF所支付的费用或是其替代，例如用于冗余、备份等。处理负载参数指的是为特定的“标准单元任务”执行特定VNF所需的处理量。处理可以用微秒、触发器等来测量。根据其各自的价格，可以有几种不同的处理负载参数，例如SR-IOV等。如果适用的话，处理负载也可以通过虚拟机(VM)或容器的数量来测量。
内存负载参数是指为特定的“标准单元任务”执行特定VNF所需的内存量。根据其各自的价格，可以有几个不同的存储器参数。内存可以通过MB等来测量。
存储器负载参数是指为特定的“标准单元任务”执行特定VNF所需的存储器量。根据各自的价格，可以有几个不同的存储器参数，例如磁盘、闪存等。存储器可以通过MB等来测量。
通信负载参数是指为特定“标准单元任务”执行特定VNF所需的通信带宽。通信带宽可以通过MB/秒等来测量。如果需要成本计算，可能需要其他通信参数，例如延迟、抖动等。根据各自的价格，可以有几种不同的通信负载参数，例如，光纤线路等。
硬件要求参数是指影响负载参数的选择和成本计算的一组参数。硬件要求可适用于处理器类型、存储器类型以及存储类型、通信接口/标准类型，包括诸如延迟、抖动等之类的参数。软件要求参数指的是由特定VNF使用的系统/基础设施/平台要求，如操作系统、数据库管理系统、通信系统、超级管理程序、容器等。
功率参数是指“负载”硬件消耗的电力的量。这可以是一组参数，包括平均值、最大值、电力供应粒度等。冷却参数是指“负载”硬件消耗的冷却的量。这可以是一组参数，包括平均值、最大值、冷却供应的粒度等。
测试参数是指测试特定VNF的成本。可以有几个级别的测试(如功能测试、合规性测试、负载测试等)及其相关成本。装载参数是指装载VNF的成本，包括计算成本以及管理和验证该装载所需的人工参与成本。
缩放参数是指与缩放和升级VNF相关联的一组参数。例如，缩放参数可以影响HW和SW要求。换句话说，不同的HW和SW要求可以适用于不同的规模级别。
迁移参数是指与迁移相关联的一组参数/要求，这些参数/要求与成本相关联，例如通过影响HW和SW要求。修复参数是指与修复相关联的一组参数/要求，这些参数/要求与成本相关联，例如通过影响HW和SW要求。
成本计算是指直接或间接应用于上述任何参数的成本参数(如美元值)。成本取决于网络，因此可以使用/选择几个成本计算参数、算法和机制。成本还可以取决于时间(例如，一天中的时间)以及取决于使用情况。例如，如果特定硬件可用(例如，未使用的处理功率)或不可用(例如，需要打开额外的电源系统、冷却系统等)，则成本可能会发生变化。例如，如果已经安装了特定的软件要求(操作系统、数据库管理系统等)，或者需要安装/扩展，则成本可能会发生变化。因此，运营商和特定客户可以对相同的VNF具有不同的成本计算值。
标准单元任务由运营商或客户定义，作为比较兼容/可互操作VNF的基本度量。可以为每个和每一个负载参数定义标准单元任务。每个和每一个VNF的成本与标准单位任务相关联。
下面是一个如何采用成本计算参数并相应地计算总拥有成本(TCO)的示例。对于成本计算参数列表中的每个参数Pi(i＝1…n)，添加以下内容：Ci—参数Pi的成本；Wi—参数Pi的权重。在这个例子中，总拥有成本可以按以下方式计算：TCO＝∑(i＝1…n)(Ci·Wi)，其中Ci是归一化的，并且可以按照成本计算参数部分中讨论的不同环境进行更改，并且Wi是根据特定情况下需要的不同权重而设置的。
TCO可以是服务提供者中的决策者的工具，在选择特定的VNF/服务时，它们可以是自动的，也可以是人工的。
在一个实施例中，拥有成本计算可用作认证过程(例如三级认证等)的一部分，如在2016年7月28日提交的题为“用于自动认证用于基于网络功能虚拟化(NFV)的通信网络中的虚拟网络功能(VNF)的系统、方法和计算机程序(SYSTEM,METHOD,AND COMPUTER PROGRAMFOR AUTOMATICALLY CERTIFYING A VIRTUAL NETWORK FUNCTION(VNF)FOR USE IN ANETWORK FUNCTION VIRTUALIZATION(NFV)BASED COMMUNICATION NETWORK)”的15/222,844号美国专利申请所述，其通过引用并入本文中。
图8示出了根据一个可能的实施例的网络架构800。如图所示，提供至少一个网络802。在现有网络架构800的上下文中，网络802可以采取任何形式，包括但不限于电信网络、局域网(LAN)、无线网络、广域网(WAN)，诸如互联网、对等网络、有线网络等。虽然只示出了一个网络，但应理解，也可以提供两个或更多类似或不同的网络802。
耦连到网络802的是多个设备。例如，为了通信目的，服务器计算机804和终端用户计算机806可以耦连到网络802。此类终端用户计算机806可以包括台式计算机、笔记本电脑和/或任何其他类型的逻辑。然而，各种其他设备也可以连接到网络802，包括个人数字助理(PDA)设备808、移动电话设备810、电视812等。
图9示出了根据一个实施例的示例性系统900。作为选项，系统900可以在图8的网络架构800的任何设备的上下文中实现。当然，系统900可以在任何所需要的环境中实现。
如图所示，系统900包括至少一个中央处理器901，其连接到通信总线902。系统900还包括主存储器904[例如随机存取存储器(RAM)等]。系统900还包括图形处理器906和显示器908。
系统900还可以包括辅助存储910。辅助存储910包括例如硬盘驱动器和/或可移除存储驱动器，表示软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器等。可移除存储驱动器以众所周知的方式从可移除存储单元读取和/或写入可移除存储单元。
对此，计算机程序或计算机控制逻辑算法可存储在主存储器904、辅助存储910和/或任何其他存储器中。这些计算机程序在被执行时，使系统900能够执行各种功能(例如，如上文所述)。存储器904、存储910和/或任何其他存储都是有形计算机可读介质的可能示例。
尽管上文已描述了各种实施例，但应理解，它们仅以示例的方式呈现，而非限制。因此，优选实施例的宽度和范围不应受到上述任何示例性实施例的限制，而应仅根据以下权利要求及其等同物来定义。

Claims (14)

1.一种方法，包括：
由系统存储将用于计算与虚拟网络功能VNF或使用多个VNF形成的网络服务相关联的拥有成本的参数列表，其中所述参数列表代表所述VNF或所述网络服务的资源要求，所述资源要求包括：
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的内存量；
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的处理量；
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的通信带宽；
操作所述VNF或所述网络服务所要求的硬件，所要求的硬件包括处理器类型、存储器类型以及通信接口类型；以及
操作所述VNF或所述网络服务所要求的软件，所要求的软件包括操作系统、数据库管理系统和通信系统；
由所述系统确定要做出是否在基于网络功能虚拟化NFV的通信网络中部署所述VNF或所述网络服务的决定；
响应于确定要做出所述决定，由所述系统确定所述网络的当前状态，所述当前状态包括可用的硬件资源和已安装的软件；
由所述系统基于所述网络的所述当前状态，确定针对所述参数列表中的每个参数的所述VNF和所述网络服务的成本，所述成本根据标准单元来限定；以及
由所述系统基于针对所述参数列表中的参数中的每一个所确定的成本，计算与所述VNF或所述网络服务相关联的总拥有成本；以及
由所述系统基于针对所述VNF或所述网络服务所计算的所述总拥有成本，在所述基于NFV的通信网络中部署所述VNF或所述网络服务。
2.根据权利要求1所述的方法，其中加权针对每个参数的所述成本以用于计算所述总拥有成本。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述存储、所述计算和所述部署针对所述VNF来执行。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述存储、所述计算和所述部署针对所述网络服务来执行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述总拥有成本用于VNF和服务选择及偏好。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述参数列表由所述VNF或所述网络服务的供应商限定。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述基于NFV的通信网络的运营商使任何参数由所述供应商添加到所述参数列表，以供其他VNF或网络服务使用。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述标准单元由所述基于NFV的通信网络的运营商来定义，以用于在可互操作的VNF或网络服务两者之间进行比较和选择来进行部署。
9.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述VNF和所述网络服务计算的所述总拥有成本用作认证过程的一部分。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述VNF或所述网络服务被部署在所述基于VNF的通信网络中，以基于针对所述VNF或所述网络服务所计算的所述总拥有成本来优化所述基于NFV的通信网络的容量和性能。
11.一种非暂时性计算机可读介质，其具有存储在其上的计算机程序，所述计算机程序包括计算机代码，所述计算机代码用于：
由系统存储将用于计算与虚拟网络功能VNF或使用多个VNF形成的网络服务相关联的拥有成本的参数列表，其中所述参数列表代表所述VNF或所述网络服务的资源要求，所述资源要求包括：
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的内存量；
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的处理量；
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的通信带宽；
操作所述VNF或所述网络服务所要求的硬件，所要求的硬件包括处理器类型、存储器类型以及通信接口类型；以及
操作所述VNF或所述网络服务所要求的软件，所要求的软件包括操作系统、数据库管理系统和通信系统；
由所述系统确定要做出是否在基于网络功能虚拟化NFV的通信网络中部署所述VNF或所述网络服务的决定；
响应于确定要做出所述决定，由所述系统确定所述网络的当前状态，所述当前状态包括可用的硬件资源和已安装的软件；
由所述系统基于所述网络的所述当前状态，确定针对所述参数列表中的每个参数的所述VNF和所述网络服务的成本，所述成本根据标准单元来限定；以及
由所述系统基于针对所述参数列表中的参数中的每一个所确定的成本，计算与所述VNF或所述网络服务相关联的总拥有成本；以及
由所述系统基于针对所述VNF或所述网络服务所计算的所述总拥有成本，在所述基于NFV的通信网络中部署所述VNF或所述网络服务。
12.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中加权针对每个参数的所述成本以用于计算所述总拥有成本。
13.一种拥有成本系统，其包括：
存储器，其存储计算机指令；以及
处理器，其执行所述计算机指令以执行包括以下的方法：
由系统存储将用于计算与虚拟网络功能VNF或使用多个VNF形成的网络服务相关联的拥有成本的参数列表，其中所述参数列表代表所述VNF或所述网络服务的资源要求，所述资源要求包括：
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的内存量；
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的处理量；
针对特定操作执行所述VNF或所述网络服务所要求的通信带宽；
操作所述VNF或所述网络服务所要求的硬件，所要求的硬件包括处理器类型、存储器类型以及通信接口类型；以及
操作所述VNF或所述网络服务所要求的软件，所要求的软件包括操作系统、数据库管理系统和通信系统；由所述系统确定要做出是否在基于网络功能虚拟化NFV的通信网络中部署所述VNF或所述网络服务的决定；
响应于确定要做出所述决定，由所述系统确定所述网络的当前状态，所述当前状态包括可用的硬件资源和已安装的软件；
由所述系统基于所述网络的所述当前状态，确定针对所述参数列表中的每个参数的所述VNF和所述网络服务的成本，所述成本根据标准单元来限定；以及
由所述系统基于针对所述参数列表中的参数中的每一个所确定的成本，计算与所述VNF或所述网络服务相关联的总拥有成本；以及
由所述系统基于针对所述VNF或所述网络服务所计算的所述总拥有成本，在所述基于NFV的通信网络中部署所述VNF或所述网络服务。
14.根据权利要求13所述的拥有成本系统，其中加权针对每个参数的所述成本以用于计算所述总拥有成本。
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