CN112019368B - 一种vnf迁移方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种vnf迁移方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种虚拟网络功能(VNF)迁移方法、装置及存储介质，所述VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，方法包括：基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；所述混合整数线性规划模型使得所述第一VNF与所述迁移目的物理机之间存在第一路径、所述第二VNF与所述迁移目的物理机之间存在第二路径，所述第一路径与所述第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求；将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。如此，基于构建的混合整数线性规划模型从候选目的物理机集合中筛选出迁移目的物理机，大大减少了迁移目的物理机的数目，从而降低了VNF迁移代价。

Description

一种VNF迁移方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种VNF迁移方法、装置及存储介质。
背景技术
网络功能虚拟化(Network Function Virtualization，NFV)利用虚拟化技术，将网络功能打包为虚拟机(Virtual Machine，VM)的形式，将传统通信设备功能软件化，提高了网络的性能和监控效率。支持网络功能虚拟化功能的网络功能虚拟化基础设施(NetworkFunctions Virtualization Infrastructure，NFVI)通常由数百甚至数千台物理服务器节点组成，每一个物理服务器节点上运行有虚拟化中间件以及虚拟机(Virtual Machine，VM)，并占用物理服务器节点的处理器、内存和网卡等相应的资源。实现网元自愈功能的执行主体周期性监控虚拟网络功能(Virtual Network Functions，VNF)关联虚拟机的可用性和资源使用情况，一旦发现虚拟机发生故障不可用时，则需要进行VNF迁移，将运行任务负载的虚拟机尽快迁移到其他备用服务器上，以达到满足VNF网元高可靠性目的。相关技术在VNF的迁移方面已经相继提出了许多解决方法和策略，但此类VNF迁移方法的带宽利用较低，导致VNF迁移代价较大，从而降低了网络的性能和效率。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种VNF迁移方法、装置及存储介质，以提高带宽利用率，降低VNF迁移代价。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种VNF迁移方法，VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，所述方法包括：
基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；
基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；
所述混合整数线性规划模型使得所述第一VNF与所述迁移目的物理机之间存在第一路径、所述第二VNF与所述迁移目的物理机之间存在第二路径，所述第一路径与所述第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求；
将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。
上述方案中，所述基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合，包括：
确定待迁移VNF所需的计算资源量；
遍历移动网络中除所述待迁移VNF之外的物理机，确定计算资源量不小于所述待迁移VNF所需的计算资源量的物理机为候选目的物理机，多个所述候选目的物理机构成所述候选目的物理机集合。
上述方案中，所述方法还包括：
构建所述混合整数线性规划模型；
所述混合整数线性规划模型的目标函数使得所述第一路径及所述第二路径中链路的带宽占用率满足预设条件；
所述混合整数线性规划模型的约束条件包括以下至少之一：
所述第一路径及所述第二路径中的链路为单向链路；
当所述第一路径及所述第二路径共同经过同一链路时，所述第一路径中链路的带宽需求量及所述第二路径中链路的带宽需求量之和小于等于所述第一路径和所述第二路径共同占有链路的带宽容量。
上述方案中，所述基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机，包括：
基于最宽路径对获取(Two Widest Paths Extracting，TWPE)算法，求解所述混合整数线性规划模型，以确定所述候选目的物理机集合中满足所述混合整数线性规划模型的目的物理机集合；
基于最宽路径获取(Widest Paths Extracting，WPE)算法，从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机。
上述方案中，所述基于TWPE算法，求解所述混合整数线性规划模型，以确定所述候选目的物理机集合中满足所述混合整数线性规划模型的目的物理机集合，包括：
获取所述混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件；
基于所述TWPE算法，确定所述候选目的物理机集合中使得所述目标函数及所述约束条件得到满足的至少两个目的物理机；
其中，每个所述目的物理机与所述第一VNF所形成的路径，以及与所述第二VNF所形成的路径构成路径集合。
上述方案中，所述基于WPE算法，从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机，包括：
分别计算所述路径集合中每条路径的链路带宽最小值；
比较所述每条路径的链路带宽最小值；
选取链路带宽最小值最大的路径所对应的目的物理机为迁移目的物理机。
第二方面，本发明实施例提供了一种VNF迁移装置，所述VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，所述装置包括：
确定单元，用于基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；
筛选单元，用于基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；
所述混合整数线性规划模型使得所述第一VNF与所述迁移目的物理机之间存在第一路径、所述第二VNF与所述迁移目的物理机之间存在第二路径，所述第一路径与所述第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求；
迁移单元，用于将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。
上述方案中，所述确定单元，具体用于确定待迁移VNF所需的计算资源量；
遍历移动网络中除所述待迁移VNF之外的物理机，确定计算资源量不小于所述待迁移VNF所需的计算资源量的物理机为候选目的物理机，多个所述候选目的物理机构成所述候选目的物理机集合。
上述方案中，所述装置还包括：
构建单元，用于构建所述混合整数线性规划模型；
所述混合整数线性规划模型的目标函数使得所述第一路径及所述第二路径中链路的带宽占用率满足预设条件；
所述混合整数线性规划模型的约束条件包括以下至少之一：
所述第一路径及所述第二路径中的链路为单向链路；
当所述第一路径及所述第二路径共同经过同一链路时，所述第一路径中链路的带宽需求量及所述第二路径中链路的带宽需求量之和小于等于所述第一路径和所述第二路径共同占有链路的带宽容量。
上述方案中，所述筛选单元包括：第一筛选单元和第二筛选单元，
所述第一筛选单元，用于基于TWPE算法，求解所述混合整数线性规划模型，以确定所述候选目的物理机集合中满足所述混合整数线性规划模型的目的物理机集合；
所述第二筛选单元，用于基于WPE算法，从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机。
上述方案中，所述第一筛选单元，具体用于获取所述混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件；
基于所述TWPE算法，确定所述候选目的物理机集合中使得所述目标函数及所述约束条件得到满足的至少两个目的物理机；
其中，每个所述目的物理机与所述第一VNF所形成的路径，以及与所述第二VNF所形成的路径构成路径集合。
上述方案中，所述第二筛选单元，具体用于分别计算所述路径集合中每条路径的链路带宽最小值；
比较所述每条路径的链路带宽最小值；
选取链路带宽最小值最大的路径所对应的目的物理机为迁移目的物理机。
第三方面，本发明实施例提供一种VNF迁移装置，包括：
存储器，用于存储可执行指令；
处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现本发明实施例的VNF迁移方法。
第四方面，本发明实施例提供一种存储介质，存储有可执行指令，所述可执行指令被执行时，用于实现第四方面，本发明实施例提供的VNF迁移方法。
本发明实施例提供了一种VNF迁移方法、装置及存储介质，所述VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，方法包括：基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；所述混合整数线性规划模型使得所述第一VNF与所述迁移目的物理机之间存在第一路径、所述第二VNF与所述迁移目的物理机之间存在第二路径，所述第一路径与所述第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求；将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。如此，基于构建的混合整数线性规划模型从候选目的物理机集合中筛选出迁移目的物理机，该方法带宽利用率高，大大减少了迁移目的物理机的数目，从而降低了VNF迁移代价。
附图说明
图1为本发明实施例提供的VNF迁移方法的一个可选的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的网络架构示意图一；
图3为本发明实施例提供的网络架构示意图二；
图4为本发明实施例提供的网络架构示意图三；
图5为本发明实施例提供的网络架构示意图四；
图6为本发明实施例提供的VNF迁移方法的一个可选的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的VNF迁移装置的一个可选的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的VNF迁移装置的一个可选的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
需要指出，本发明实施例所涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
图1示出了本发明实施例提供的VNF迁移方法的一个可选的流程示意图，参见图1，涉及步骤101至步骤103，下面分别进行说明。
步骤101：基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合。
在一些实施例中，服务器可以通过如下方式确定候选目的物理机集合：
确定待迁移VNF所需的计算资源量；遍历移动网络中除待迁移VNF之外的物理机，确定计算资源量不小于待迁移VNF所需的计算资源量的物理机为候选目的物理机，多个候选目的物理机构成候选目的物理机集合。
在实际应用中，VNF为软件化后的网元，部署在虚拟机上，在VNF迁移之前，服务器首先需要计算待迁移VNF所需的计算资源量，计算资源一般指计算机程序运行时所需的CPU资源、内存资源、硬盘资源和网络资源。
图2示出了本发明实施例提供的网络架构示意图一，其中每个圆圈表示一个网络节点(即物理机)，圆圈一旁的英文字母表示该网络节点的编号，每个圆圈内部的数字表示该网络节点能够提供的计算资源，每两个圆圈之间的连线表示该两个网络节点之间的链路，连线一旁的数字表示该链路能够提供的最大带宽。比如，从图2可知，网络节点A能够提供的计算资源量为0，网络节点B能够提供的计算资源量为8，网络节点A和B构成的链路能够提供的最大带宽为8。
以图3所示的本发明实施例提供的网络架构示意图二为例进行说明。假设待迁移VNF(物理机A)所需要的计算资源量为10，服务器遍历并比较移动网络中除物理机A之外的所有物理机的计算资源量和物理机A所需要的计算资源量的大小关系，从图3可知，物理机B、C、D、E和F所能提供的计算资源量分别为8、12、11、10和7，那么服务器将大于等于10的计算资源量对应的物理机C、D和E确定为候选目的物理机，候选目的物理机C、D和E构成候选目的物理机集合，图3中用虚线框表示。
步骤102：基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机。
在一些实施例中，待迁移的VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，服务器所构建的混合整数线性规划模型使得第一VNF与迁移目的物理机之间存在第一路径、第二VNF与迁移目的物理机之间存在第二路径，且第一路径与第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求。
在一些实施例中，服务器根据移动网络中数据传输带宽要求，通过如下方式建立混合整数线性规划模型：
minα (1)
s.t.α＞0 (2)
Figure BDA0002081082860000081
Figure BDA0002081082860000082
Figure BDA0002081082860000083
Figure BDA0002081082860000084
Figure BDA0002081082860000085
Figure BDA0002081082860000086
其中，公式(1)表示混合整数线性规划模型的目标函数，α指移动网络中所有链路的带宽占有率上限，该目标函数使得第一路径及第二路径中链路的带宽占用率满足预设条件。
公式(2)-(6)表示混合整数线性规划模型的约束条件，该约束条件包括以下至少之一：
1)α的取值范围为：0＜α≤1，此时表示存在第一路径和第二路径等两条路径，且第一路径及第二路径中链路的带宽占用率满足预设条件；否则，不存在这样的路径。
2)假设指示变量
Figure BDA0002081082860000087
表示网络节点i到网络节点j之间的链路是否在第k条路径上，其中k的取值为1或2；
Figure BDA0002081082860000088
表示网络节点i到网络节点j之间的链路不在第k条路径上，
Figure BDA0002081082860000089
表示网络节点i到网络节点j之间的链路在第k条路径上。
3)
Figure BDA00020810828600000810
表示第一路径及第二路径中的链路为单向链路，在实际实施时，每条链路被同一条路径最多只能占用一次，但是同一条链路可以被多条路径占用，此约束条件是保证一条路径中的链路为单向链路的前提。
4)服务器通过约束移动网络中一个网络节点的入度和出度的关系来保证从待迁移物理机到目的物理机之间存在两条路径，以保证目的物理机与待迁移VNF相邻的第一VNF和第二VNF之间存在两条路径。在实际实施时，移动网络中包含很多网络节点和网络链路，假设网络节点i和j，如果一条路径的起点为网络节点i，则该网络节点i的入度为0、出度为1，出度与入度之差为1；如果一条路径的终点为网络节点i，则该网络节点i的入度为1、出度为0，出度与入度之差为-1；如果一条路径经过网络节点i(i既不是该路径的起点也不是该路径的终点)，则该网络节点i的入度为1、出度为1，出度与入度之差为0。在实际应用时，通过上述公式(4)和(5)保证一条路径中的链路为单向链路，也就是说，两个网络节点之间存在路径，且该路径经过该两个网络节点构成的链路最多一次。
5)公式(6)中的bf1和bf2分别表示待迁移VNF与相邻的第一VNF和第二VNF之间重新连接的带宽需求，Bij表示网络节点i和j之间的链路能够提供的带宽容量，当第一路径及第二路径共同经过同一链路时，第一路径中链路的带宽需求量及第二路径中链路的带宽需求量之和小于等于第一路径和第二路径共同占有链路的带宽容量。
在一些实施例中，服务器通过如下方式从候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机：
基于TWPE算法，求解混合整数线性规划模型，以确定候选目的物理机集合中满足混合整数线性规划模型的目的物理机集合；基于WPE算法，从目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机。
在一些实施例中，服务器基于TWPE对构建的混合整数线性规划模型进行求解，缩小候选目的物理机集合，得到目的物理机集合；在基于WPE算法对目的物理机集合进行进一步的缩小得到目的物理机。
在一些实施例中，服务器可以通过如下方式确定候选目的物理机集合中满足混合整数线性规划模型的目的物理机集合：
获取混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件；基于TWPE算法，确定候选目的物理机集合中使得目标函数及约束条件得到满足的至少两个目的物理机；其中，每个目的物理机与第一VNF所形成的路径，以及与第二VNF所形成的路径构成路径集合。
在实际实施时，待迁移VNF有两个相邻的VNF，即第一VNF和第二VNF，第一VNF分别到候选目的物理机集合中的每个目的物理机有多条路径，同样的，第二VNF分别到候选目的物理机集合中的每个目的物理机也有多条路径，服务器获取混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件，根据移动网络中数据传输带宽要求，从候选目的物理机集合中选择使得目标函数及约束条件得到满足的至少两个目的物理机，每个目的物理机与第一VNF之间存在多种路径，每个目的物理机与第二VNF之间也存在多种路径，将所形成的路径构成路径集合。
接下来接着图3虚线框部分标注的以C、D和E构成候选目的物理机集合对后续工作进行介绍，以图4所示的本发明实施例提供的网络架构示意图三为例进行说明。
待迁移VNF有两个相邻的物理机B和F，其中，物理机A和B之间的链路能够提供的最大带宽为8，物理机A和F之间的链路能够提供的最大带宽为4。物理机B到候选目的物理机集合中的C、D和E分别存在多种路径，比如，物理机B和C之间存在：B-C、B-F-C、B-D-C、B-E-C、B-E-D-C、B-F-E-D-C等多条路径，物理机B和D之间存在：B-C-D、B-C-E-D、B-D、B-E-D、B-E-C-D、B-F-E-D、B-F-E-D、B-F-C-E-D等多种路径，物理机B和E之间存在：B-C-E、B-C-D-E、B-D-E、B-F-E等多条路径。服务器获取混合整数线性规划模型，并调用TWPE算法解得物理机D、E满足以下条件：存在两条路径从两个相邻VNF到迁移目的物理机，且分别满足通过相邻VNF的流的带宽需求。由于每条路径能够提供的最大带宽影响着待迁移物理机迁移到目的物理机的迁移速度，因此，从以上多种路径中筛选出物理机B与C、D和E之间能够提供较大带宽的两条路径：B-F-D和B-F-E。
同理，服务器也可筛选出物理机F与候选目的物理机集合中的物理机C、D和E之间满足要求的路径：F-E-D和F-C-E，至此，从物理机A到物理机D存在两条路径：A-B-F-D和A-F-E-D，从物理机A到物理机E存在两条路径：A-B-F-E和A-F-C-E，图4中分别用实线和虚线表示。通过以上筛选，得到满足带宽要求的目的物理机D和E，D和E构成目的物理机集合，从而缩小了候选目的物理机集合，如图4虚线框所示。
在一些实施例中，服务器可以通过如下方式从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机：
分别计算路径集合中每条路径的链路带宽最小值；比较每条路径的链路带宽最小值；选取链路带宽最小值最大的路径所对应的目的物理机为迁移目的物理机。
在实际实施时，待迁移VNF与目的物理机集合中的目的物理机分别至少存在两条满足带宽要求的路径，多个路径构成路径集合，服务器分别计算路径集合中每条路径的带宽大小，每条路径的带宽取决于每条路径中各个链路带宽的最小值，将带宽最大的路径对应的目的物理机确定为迁移目的物理机。
接下来接着图4虚线框标注的目的物理机集合对后续的工作进行介绍，以图5所示的本发明实施例提供的网络架构示意图四为例进行说明。如上所述，物理机A到D存在两条路径：A-B-F-D和A-F-E-D，这两条路径的最大带宽分别为：8和4，则从这两条路径中选择最大带宽为8的路径(A-B-F-D)作为最宽路径，即物理机A到D之间的最宽路径最大带宽为8；同理，物理机A到E之间存在两条路径：A-B-F-E和A-F-C-E，这两条路径的最大带宽分别为：7和4，则从这两条路径中选择最大带宽为7的路径(A-B-F-E)作为最宽路径，即物理机A到E之间的最宽路径最大带宽为7。最后，比较物理机A到D之间的最宽路径带宽与物理机A到E之间的最宽路径最大带宽的大小关系，由于A到D之间的最宽路径最大带宽大于A到E之间的最宽路径最大带宽，所以选择物理机D作为迁移目的物理机，如图5虚线框所示。
步骤103：将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。
在实际实施时，服务器将待迁移的VNF迁移至迁移目的物理机，还以图5为例进行说明，图5中物理机D为最终确定的迁移目的物理机，服务器将待迁移物理机A上的待迁移VNF迁至物理机D。
在实际应用时，服务器将待迁移VNF从原宿主物理机迁移到目的物理机上，并确保VNF在目的物理机的正常运行，其中，迁移目的物理机数目表示VNF迁移代价，迁移目的物理机数目越少，表示VNF迁移代价越小。
本发明实施例提供了一种VNF迁移方法，基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；基于所构建的混合整数线性规划模型，从候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；混合整数线性规划模型使得第一VNF与迁移目的物理机之间存在第一路径、第二VNF与迁移目的物理机之间存在第二路径，第一路径与第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求；将待迁移VNF迁移至迁移目的物理机。如此，基于构建的混合整数线性规划模型从候选目的物理机集合中筛选出迁移目的物理机，该方法带宽利用率高，大大减少了迁移目的物理机的数目，从而降低了VNF迁移代价。
图6示出了本发明实施例提供的VNF迁移方法的一个可选的流程示意图，参见图6，涉及步骤601至步骤606，下面分别进行说明。
步骤601：确定待迁移VNF所需的计算资源量。
在一些实施例中，VNF之间的通信需要消耗网络带宽、CPU和内存，在待迁移VNF迁移之前，服务器需要先计算待迁移VNF关联虚拟机的资源使用情况，获取待迁移VNF所需的计算资源量。
步骤602：遍历移动网络中除所述待迁移VNF之外的物理机，确定计算资源量不小于所述待迁移VNF所需的计算资源量的物理机为候选目的物理机，多个所述候选目的物理机构成所述候选目的物理机集合。
在一些实施例中，为了保证待迁移VNF迁移至目的物理机之后能够正常运作，服务器先遍历移动网络中除待迁移VNF之外的物理机，并计算各个物理机能够提供的计算资源量，并将计算资源量大于待迁移VNF所需的计算资源量的物理机作为候选目的物理机，多个候选目的物理机构成候选目的物理机集合。
步骤603：基于移动网络中数据传输带宽要求构建混合整数线性规划模型。
在一些实施例中，待迁移VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，服务器根据移动网络中数据传输带宽要求构建混合整数线性规划模型，所述混合整数线性规划模型的目标函数使得所述第一VNF与所述迁移目的物理机之间存在第一路径、所述第二VNF与所述迁移目的物理机之间存在第二路径，所述第一路径与所述第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求。
在实际实施时，构建的混合整数线性规划模型的目标函数和约束条件与上述介绍实施例中属于相同的发明构思，在此不再赘述。
步骤604：基于TWPE算法，求解所述混合整数线性规划模型，以确定所述候选目的物理机集合中满足所述混合整数线性规划模型的目的物理机集合。
在一些实施例中，服务器可以通过如下方式确定候选目的物理机集合中满足混合整数线性规划模型的目的物理机集合：
获取混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件；基于TWPE算法，确定候选目的物理机集合中使得目标函数及约束条件得到满足的至少两个目的物理机；其中，每个目的物理机与第一VNF所形成的路径，以及与第二VNF所形成的路径构成路径集合。
在实际实施时，待迁移VNF有两个相邻的VNF，即第一VNF和第二VNF，第一VNF分别到候选目的物理机集合中的每个目的物理机有多条路径，同样的，第二VNF分别到候选目的物理机集合中的每个目的物理机也有多条路径，服务器获取混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件，根据移动网络中数据传输带宽要求，从候选目的物理机集合中选择使得目标函数及约束条件得到满足的至少两个目的物理机，每个目的物理机与第一VNF之间存在多种路径，每个目的物理机与第二VNF之间也存在多种路径，将所形成的路径构成路径集合。
步骤605：基于WPE算法，从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机。
在一些实施例中，服务器可以通过如下方式从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机：
分别计算路径集合中每条路径的链路带宽最小值；比较每条路径的链路带宽最小值；选取链路带宽最小值最大的路径所对应的目的物理机为迁移目的物理机。
在实际实施时，待迁移VNF与目的物理机集合中的目的物理机分别存在两条满足带宽要求的路径，多个路径构成路径集合，服务器分别计算路径集合中每条路径的带宽大小，每条路径的带宽取决于每条路径中各个链路带宽的最小值，将带宽最大的路径对应的目的物理机确定为迁移目的物理机。
步骤606：将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。
在一些实施例中，服务器将待迁移VNF迁移至迁移目的物理机。
本发明实施例提供了一种VNF迁移方法，基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；基于移动网络中数据传输带宽要求构建混合整数线性规划模型；基于TWPE算法，求解所述混合整数线性规划模型，以确定所述候选目的物理机集合中满足所述混合整数线性规划模型的目的物理机集合，从候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；基于WPE算法，从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机；将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。如此，通过两个步骤从候选目的物理机集合中筛选出迁移目的物理机，大大减少了迁移目的物理机的数目，降低了VNF迁移代价。
图7示出了本发明实施例提供的VNF迁移装置的一个可选的结构示意图，接下来对VNF迁移装置进行说明，参见图7，待迁移VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，VNF迁移装置70包括：
确定单元71，用于基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；
筛选单元73，用于基于所构建的混合整数线性规划模型，从候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；
混合整数线性规划模型使得第一VNF与迁移目的物理机之间存在第一路径、第二VNF与迁移目的物理机之间存在第二路径，第一路径与第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求；
迁移单元74，用于将待迁移VNF迁移至迁移目的物理机。
在一些实施例中，确定单元71，具体用于确定待迁移VNF所需的计算资源量；
遍历移动网络中除待迁移VNF之外的物理机，确定计算资源量不小于待迁移VNF所需的计算资源量的物理机为候选目的物理机，多个候选目的物理机构成候选目的物理机集合。
在一些实施例中，VNF迁移装置70还包括：
构建单元72，用于构建所述混合整数线性规划模型；
混合整数线性规划模型的目标函数使得第一路径及第二路径中链路的带宽占用率满足预设条件；
混合整数线性规划模型的约束条件包括以下至少之一：
第一路径及第二路径中的链路为单向链路；
当第一路径及第二路径共同经过同一链路时，第一路径中链路的带宽需求量及第二路径中链路的带宽需求量之和小于等于第一路径和第二路径共同占有链路的带宽容量。
在一些实施例中，筛选单元73包括：第一筛选单元731和第二筛选单元732，
第一筛选单元731，用于基于TWPE算法，求解混合整数线性规划模型，以确定候选目的物理机集合中满足混合整数线性规划模型的目的物理机集合；
第二筛选单元732，用于基于WPE算法，从目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机。
在一些实施例中，第一筛选单元731，具体用于获取混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件；
基于TWPE算法，确定候选目的物理机集合中使得目标函数及约束条件得到满足的至少两个目的物理机；
其中，每个目的物理机与第一VNF所形成的路径，以及与第二VNF所形成的路径构成路径集合。
在一些实施例中，第二筛选单元732，具体用于分别计算路径集合中每条路径的链路带宽最小值；
比较每条路径的链路带宽最小值；
选取链路带宽最小值最大的路径所对应的目的物理机为迁移目的物理机。
需要说明的是：上述实施例提供的VNF迁移装置在进行VNF迁移时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的VNF迁移装置与VNF迁移方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本发明实施例的方法，本发明实施例还提供一种VNF迁移装置80一个可选的结构示意图，如图8所示，数据处理装置80包括：至少一个处理器81、存储器82、至少一个网络接口83和用户接口84。VNF迁移装置80中的各个组件通过总线系统85耦合在一起。可理解，总线系统85用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统85除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图8中将各种总线都标为总线系统85。
用户接口84可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。
存储器82可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、闪存(Flash Memory)等。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static RandomAccess Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random AccessMemory)。本发明实施例描述的存储器82旨在包括这些和任意其它适合类型的存储器。
本发明实施例中的存储器82能够存储数据以支持VNF迁移装置80的操作。这些数据的示例包括：用于在VNF迁移装置80上操作的任何计算机程序，如操作系统和应用程序。其中，操作系统包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序可以包含各种应用程序。
作为本发明实施例提供的方法采用软硬件结合实施的示例，本发明实施例所提供的方法可以直接体现为由处理器81执行的软件模块组合，软件模块可以位于存储介质中，存储介质位于存储器82，处理器81读取存储器82中软件模块包括的可执行指令821，结合必要的硬件(例如，包括处理器81以及连接到总线85的其他组件)完成本发明实施例提供的方法。
作为示例，处理器81可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
本发明实施例还提供一种存储介质，存储介质可以包括：移动存储设备、RAM、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。所述可读存储介质存储有可执行指令；所述可执行指令，用于被处理器执行时实现上述VNF迁移方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种虚拟网络功能VNF迁移方法，其特征在于，所述VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，所述方法包括：
基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；
基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；
所述混合整数线性规划模型使得所述第一VNF与所述迁移目的物理机之间存在第一路径、所述第二VNF与所述迁移目的物理机之间存在第二路径，所述第一路径与所述第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求；
将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合，包括：
确定待迁移VNF所需的计算资源量；
遍历移动网络中除所述待迁移VNF之外的物理机，确定计算资源量不小于所述待迁移VNF所需的计算资源量的物理机为候选目的物理机，多个所述候选目的物理机构成所述候选目的物理机集合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
构建所述混合整数线性规划模型；
所述混合整数线性规划模型的目标函数使得所述第一路径及所述第二路径中链路的带宽占用率满足预设条件；
所述混合整数线性规划模型的约束条件包括以下至少之一：
所述第一路径及所述第二路径中的链路为单向链路；
当所述第一路径及所述第二路径共同经过同一链路时，所述第一路径中链路的带宽需求量及所述第二路径中链路的带宽需求量之和小于等于所述第一路径和所述第二路径共同占有链路的带宽容量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机，包括：
基于最宽路径对获取TWPE算法，求解所述混合整数线性规划模型，以确定所述候选目的物理机集合中满足所述混合整数线性规划模型的目的物理机集合；
基于最宽路径获取WPE算法，从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机；
所述基于TWPE算法，求解所述混合整数线性规划模型，以确定所述候选目的物理机集合中满足所述混合整数线性规划模型的目的物理机集合，包括：
获取所述混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件；
根据移动网络中数据传输带宽要求，从所述候选目的物理机集合中选择使得所述目标函数及所述约束条件得到满足的至少两个目的物理机；
其中，每个所述目的物理机与所述第一VNF所形成的路径，以及与所述第二VNF所形成的路径构成路径集合；
所述基于WPE算法，从所述目的物理机集合中筛选得到所述迁移目的物理机，包括：
分别计算所述路径集合中每条路径的链路带宽最小值；
比较所述每条路径的链路带宽最小值；
选取链路带宽最小值最大的路径所对应的目的物理机为迁移目的物理机。
5.一种VNF迁移装置，其特征在于，所述VNF存在相邻的第一VNF及第二VNF，所述装置包括：
确定单元，用于基于待迁移VNF所需的计算资源量，确定候选目的物理机集合；
筛选单元，用于基于所构建的混合整数线性规划模型，从所述候选目的物理机集合中筛选得到迁移目的物理机；
所述混合整数线性规划模型使得所述第一VNF与所述迁移目的物理机之间存在第一路径、所述第二VNF与所述迁移目的物理机之间存在第二路径，所述第一路径与所述第二路径的带宽分别满足相应的带宽需求；
迁移单元，用于将所述待迁移VNF迁移至所述迁移目的物理机。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述确定单元，具体用于确定待迁移VNF所需的计算资源量；
遍历移动网络中除所述待迁移VNF之外的物理机，确定计算资源量不小于所述待迁移VNF所需的计算资源量的物理机为候选目的物理机，多个所述候选目的物理机构成所述候选目的物理机集合。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
构建单元，用于构建所述混合整数线性规划模型；
所述混合整数线性规划模型的目标函数使得所述第一路径及所述第二路径中链路的带宽占用率满足预设条件；
所述混合整数线性规划模型的约束条件包括以下至少之一：
所述第一路径及所述第二路径中的链路为单向链路；
当所述第一路径及所述第二路径共同经过同一链路时，所述第一路径中链路的带宽需求量及所述第二路径中链路的带宽需求量之和小于等于所述第一路径和所述第二路径共同占有链路的带宽容量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述筛选单元包括：第一筛选单元和第二筛选单元，
所述第一筛选单元，具体用于获取所述混合整数线性规划模型的目标函数及对应的约束条件；
根据移动网络中数据传输带宽要求，从所述候选目的物理机集合中选择使得所述目标函数及所述约束条件得到满足的至少两个目的物理机；
其中，每个所述目的物理机与所述第一VNF所形成的路径，以及与所述第二VNF所形成的路径构成路径集合；
所述第二筛选单元，具体用于分别计算所述路径集合中每条路径的链路带宽最小值；
比较所述每条路径的链路带宽最小值；
选取链路带宽最小值最大的路径所对应的目的物理机为迁移目的物理机。
9.一种VNF迁移装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储可执行指令；
处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现如权利要求1至4任一项所述的VNF迁移方法。
10.一种存储介质，其特征在于，存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时，用于实现权利要求1至4任一项所述的VNF迁移方法。
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