CN112565082A - 基于混合网络的服务链映射方法、智能终端及存储介质 - Google Patents

基于混合网络的服务链映射方法、智能终端及存储介质 Download PDF

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CN112565082A CN202011567506.2A CN202011567506A CN112565082A CN 112565082 A CN112565082 A CN 112565082A CN 202011567506 A CN202011567506 A CN 202011567506A CN 112565082 A CN112565082 A CN 112565082A
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Abstract

本发明公开了一种基于混合网络的服务链映射方法、智能终端及存储介质，所述方法包括：获取服务链路请求；根据预设的静态路径表构造规则和预设的网络链路信息，确定所述服务链路请求对应的目标候选路径集；根据预设的网络实时指标，计算各个所述目标候选路径对应的路径评价值；根据所述路径评价值，确定所述目标候选路径集中的目标传输路径。本发明基于当前网络中各个节点的网络实时指标，动态选择服务链路请求对应的目标传输路径，使服务链能够合理、有效的调度和分配有限的网络资源。

Description

基于混合网络的服务链映射方法、智能终端及存储介质
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于混合网络的服务链映射方法、智能终端及存储介质。
背景技术
传统网络中常需要大量部署在特定设备上的网络功能(Network Fuction，NF)，包括负载均衡器、防火墙、网络地址转换等，来提供特殊的服务，这些设备被称为网络中间件。在网络功能虚拟化(Network Function Virtualization)技术中，可以将网络功能虚拟化为虚拟化网络功能(Virtual Network Function，VNF)，并以软件形式将各VNF部署在各物理节点上。流量遵照需求顺序被一系列不同的VNF处理，组成服务链。其中，两个VNF之间的链路称为虚拟链路，两个物理节点之间的链路称为物理链路。在将各个VNF部署在各个物理节点上之后，为保证服务链正常工作，还需要将服务链中的各个VNF之间的虚拟链路映射到物理节点之间的物理路径上，即从一个物理节点到另外一个物理节点之间的链路形成的路径。
传统网络中，部署VNF的物理节点通常为通用服务器。网络功能节点包含服务器和可编程数据平面，其中服务器上以软件VNF的方式实现网络功能，而可编程数据平面是基于匹配-动作表实现的硬件网络功能。而近年来，许多研究提出利用P4可编程数据平面卸载网络功能。P4可编程数据平面相较通用服务器具有更高的处理能力，能够为流量提供更高的性能，而通过配置可编程数据平面流水线中的匹配-动作表，则可以提供可编程性，用来卸载网络功能。例如，网络地址转换器可以通过数据平面匹配-动作表匹配流量IP地址并修改为给定的IP地址实现IP地址映射功能。一个P4可编程数据平面上通常可安装多个网络功能，通过下发流表的方式为对应的流提供网络功能服务。而P4可编程数据平面有自身局限性，无法支持部分涉及到复杂操作(包括读取负载数据等的操作)的网络功能，硬件资源同时也需要保证流量转发的性能，因此可以采用可编程交换机和通用服务器相结合的环境提供网络功能服务。
传统服务链映射算法通常只考虑纯服务器VNF的场景。而由于P4可编程数据平面NF具有以下特点，传统模型难以直接运用于混合系统：
(1)与服务器VNF不同，流量顺序地通过可编程数据平面流水线，因此也必然以一定顺序经过可编程数据平面上的NF。如果以相反的顺序通过同一个交换机上的两个NF，则会额外占用端口，对其他流量性能造成较大影响；
(2)不同于服务器VNF，流量通过可编程交换机NF时主要影响内存资源使用，因此算法进行决策时需要考虑可编程交换机资源限制。
同时，由于需要为网络中的动态流量提供实时的决策，方案应该进行及时的决策、提供快速的响应，从而减少对流量时延的影响。对于服务链映射方案，简单地采用两个节点之间的最短路径值来进行VNF映射，则会缺少对网络实时状态的考虑，容易造成拥塞；有方案通过构造服务转发图并实时运行最短路径值算法来适应网络的动态性，但是最短路径值算法时间复杂度较高，造成网络流量时延增加。因此服务映射算法需要应对变化的流量需求，快速地为流量选择合适的网络功能实例并且构造服务转发路径，减小流完成时间，同时避免网络拥塞的产生。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于混合网络的服务链映射方法、智能终端及存储介质，旨在解决现有技术中基于混合网络的服务链映射响应速度慢的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于混合网络的服务链映射方法，所述基于混合网络的服务链映射方法包括如下步骤：
获取服务链路请求；
根据预设的静态路径表构造规则和预设的网络链路信息，确定服务链路请求对应的目标候选路径集；
根据预设的网络实时指标，计算各个所述目标候选路径对应的路径评价值；
根据所述路径评价值，确定所述目标候选路径集中的目标传输路径。
可选地，所述的基于混合网络的服务链映射方法，其中，所述根据预设的静态路径表构造规则和预设的网络链路信息，确定所述服务链路请求对应的目标候选路径集，具体包括：
根据预设的转发图规则和所述网络链路信息，构建与所述服务链路请求对应的网络转发图；
根据所述网络转发图，确定所述服务链路请求对应目标候选路径集；
其中，所述服务链路请求为R＝(Nr,vs,vd)，Nr为所述服务链路请求对应的网络功能组成的序列，vs为发出所述服务链路请求的源节点，vd为所述服务链路请求对应的目标节点；
所述网络转发图G＝(N,V,E)，其中，V为网络节点的集合、N为各个所述网络节点对应的网络功能，E为根据网络链路，对所述网络节点连接得到的边，网络转发图包括|Nr|+2个网络阶段，|Nr|为Nr的长度，其中第一阶段为源节点，第|Nr|+2阶段为目标节点；
所述网络节点
Figure BDA0002861109150000041
Vi为网络功能转发在第i网络阶段的网络节点的集合，
Figure BDA0002861109150000042
为第i网络阶段的各个网络节点具备的网络功能，
Figure BDA0002861109150000043
为具备网络功能
Figure BDA0002861109150000044
的网络节点的集合。
可选地，所述的基于混合网络的服务链映射方法，其中，所述边包括边权重，所述边权重包括所述网络节点之间的最短路径值。
可选地，所述的基于混合网络的服务链映射方法，其中，所述边为有向边，由该边的起始节点指向终止节点，所述起始节点为所述终止节点对应的网络阶段的前一阶段；所述边权重的计算过程具体包括：
针对每一个所述边，当该边的起始节点和终止节点位于不同交换机时，将所述起始节点和所述终止节点对应的最短路径值赋值长度至该边对应的边权重；
当该边对应的起始节点和终止节点位于同一物理节点时，判断所述物理节点中网络功能安装顺序是否为从所述起始节点到所述终止节点；
若是，则将零赋值至该边对应的边权重；
若否，则将预设的无效权重值赋值至该边对应的边权重。
可选地，所述的基于混合网络的服务链映射方法，其中，所述根据所述网络转发图，确定所述服务链路请求对应目标候选路径集，具体包括：
根据预设的最短路径值算法和所述网络转发图，确定所述服务链路请求对应的初始候选路径集；
根据预设的筛选规则，对所述初始候选路径集进行筛选，得到目标候选路径集。
可选地，所述的基于混合网络的服务链映射方法，其中，所述根据预设的筛选规则，对所述初始候选路径集进行筛选，得到目标候选路径集，具体包括：
根据从小到大的顺序和预设的目标候选路径数量，依次选取所述初始候选路径集中不包括环路的初始候选路径作为目标候选路径；
根据所述目标候选路径，生成对应的目标候选路径集。
可选地，所述的基于混合网络的服务链映射方法，其中，其特征在于，所述服务链路请求还包括流量速率和需求资源，所述网络实时指标包括剩余宽带和剩余资源，所述路径评价值为所述目标候选路径中各个边对应的链路评价值之和。
可选地，所述的基于混合网络的服务链映射方法，其中，所述根据预设的网络实时指标，计算各个所述目标候选路径对应的路径评价值，具体包括：
针对所述目标候选路径中的每一个边，判断该边是否满足预设的资源约束条件；
若是，则计算该边对应的剩余宽带与所述流量速率的比值，并将所述比值作为该边对应的链路评价值；
若否，则将预设的无效链路值作为该边对应的链路评价值。
可选地，所述的基于混合网络的服务链映射方法，其中，所述资源约束条件为该边对应的网络链路的剩余宽带是否小于所述流量速率，且该边对应的起始节点的剩余资源是否大于所述需求资源。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智能终端，其中，所述智能终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于混合网络的服务链映射程序，所述基于混合网络的服务链映射程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于混合网络的服务链映射方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于混合网络的服务链映射程序，所述基于混合网络的服务链映射程序被处理器执行时实现如上所述的基于混合网络的服务链映射方法的步骤。
本发明提出了一种基于混合网络的服务链映射方法，先根据服务链路请求，确定对应的目标候选路径集，然后根据网络实时指标作为评估标准筛选，选择目标候选路径集中的最优路径作为目标传输路径，从而优化网络性能，尽可能避免拥塞发生。本发明面向包含P4可编程数据平面网络功能和软件网络功能的混合网络功能，为网络流量提供快速灵活的自动化服务路径构造，同时缩短响应时间，减小流完成时延且提升网络性能。
附图说明
图1是本发明基于混合网络的服务链映射方法提供的较佳实施例的流程图；
图2是本发明基于混合网络的服务链映射方法提供的较佳实施例中服务链映射系统中硬件之间的流程图；
图3是本发明基于混合网络的服务链映射方法提供的较佳实施例中服务链映射系统架构示意图；
图4是本发明基于混合网络的服务链映射方法提供的较佳实施例中网络转发图的示意图；
图5是本发明基于混合网络的服务链映射方法提供的较佳实施例中判断第一节点和第二节点的示意图；
图6是本发明基于混合网络的服务链映射方法提供的较佳实施例中静态路径构造算法；
图7是本发明基于混合网络的服务链映射方法提供的较佳实施例中动态路径选择算法；
图8为本发明智能终端的较佳实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳实施例所述的基于混合网络的服务链映射方法，如图1所示，所述基于混合网络的服务链映射方法包括以下步骤：
步骤S100，获取服务链路请求。
具体地，本实施例中基于混合网络的服务链映射方法应用于服务链映射系统。如图2和图3所示，服务链映射系统包括数据平面和控制平面，数据平面包含安装在服务器上的软件虚拟化网络功能实例和安装在可编程交换机上的硬件网络功能实例，控制平面由包含服务链映射算法的决策层、命令翻译模块和信息收集模块组成。其中数据平面的硬件网络功能实例基于匹配-动作表(Match-Action Table)元素实现，在运行时通过控制平面下发的对应规则激活。根据流表规则指示，流量在通过一个交换机时可选择性的通过一个或多个网络功能。软件虚拟化网络功能实例实现在服务器上，用于承载由于功能过于复杂因而不被可编程数据平面所提供的原语支持的网络功能。
当数据平面识别到输入的新的数据流时，其第一个数据包作为服务链路请求将会被传送到控制平面进行服务路径构造，即图2中的服务链请求合集中的服务链请求。控制平台的信息收集模块为数据平面通信提供接口，通过信息收集模块，控制平台获取服务链路请求。此外，信息收集模块还会预先决策层所需的链路信息以及网络试实时指标，链路信息包括网络中的各个网络节点、网络节点之间的链路关系、各个网络节点提供的网络服务等，网络试实时指标包括网络宽带占用率、各个网络节点的处理速度等用于评价网络节点处理能力的节点。
步骤S200，根据预设的静态路径表构造规则和预设的网络链路信息，确定所述服务链路请求对应的目标候选路径集；
具体地，由于信息收集模块还会预先决策层所需的链路信息，因此可根据网络链路信息，以及服务链路请求中的源节点、目标节点以及所需要的网络服务，确定其可能的目标候选路径，并将所有的目标候选路径作为目标候选路径集。预先设定以静态路径表构造规则，用于根据当前的静态网络环境，也就是网络链路信息，确定链路请求对应的目标候选路径集。在确定其可能的目标候选路径过程中，为减少计算量，可采用一定的筛选，例如采用前k条最短路径值算法，选择路径最短的几个路径作为目标候选路径。
进一步地，参阅图4，本实施例在确定服务链路请求对应的目标候选路径集过程中，采用静态路径构造算法，具体过程如下：
A10，根据预设的转发图规则和所述网络链路信息，构建与所述服务链路请求对应的网络转发图。
具体地，控制平台的决策层获取服务链路请求后，根据预设的转发图规则，构建与所述服务链路请求对应的网络转发图，其中，转发图规则为构建网络转发图的规则，网络转发图根据信息收集模块之前收集得到的链路信息以及网络请求所构建。
该转发图规则用于将当前网络中能够满足所述服务链路请求基本网络功能的路径筛选出来。该网络转发图的起点，也就是源节点，为该发出所述服务链路请求的节点，终点，也就是目标节点，为所述服务链路请求对应的目标节点，而网络转发图中间节点为根据服务链路请求中所列有的网络服务需求确定的节点。因此，通过网络转发图中的任意一条路径，都能满足所述服务链路请求最基本的服务需求。
其中，所述服务链路请求被定义为由源节点、目标节点和网络功能序列组成，即R＝(Nr,vs,vd)，Nr为所述服务链路请求对应的网络功能组成的序列，网络功能也就是服务链路请求所对应的服务需求，vs为发出所述服务链路请求的源节点，vd为所述服务链路请求对应的目标节点。
所述网络转发图G＝(N,V,E)，其中，V为网络节点的集合(包括服务器和交换机)、N为各个所述网络节点对应的网络功能，E为根据网络链路，对所述网络节点连接得到的边，网络转发图包括|Nr|+2段，|Nr|为Nr的长度，其中第一个阶段和最后一个阶段是流的源节点和目标节点，剩余每个阶段i中的节点v由安装了相应网络功能
Figure BDA0002861109150000101
的交换机或服务器节点组成，表示为
Figure BDA0002861109150000102
即：
Figure BDA0002861109150000103
Figure BDA0002861109150000104
Vi为网络功能转发在第i阶段的网络节点的集合，
Figure BDA0002861109150000105
为第i阶段的各个网络节点具备的网络功能，
Figure BDA0002861109150000106
为具备网络功能
Figure BDA0002861109150000107
的网络节点的集合。
进一步地，所述边包括边权重，所述边权重包括所述网络节点之间的最短路径值。
具体地，如图4所示，转发图中边的权值g[vi-1][vi]设置为网络功能转发图中网络节点v及网络节点u之间的最短路径值d[vi-1][vi]，最短路径值d[vi-1][vi]可基于网络链路信息计算得到，通常由控制平面提供应用程序编程接口(Application ProgrammingInterface，API)获取。一般最短路径值是指拓扑意义上网络节点之间的跳数，直接相连，最短路径值则为1；通过一个节点相连，最短路径值则为2。
进一步地，为了降低流的端到端时延，本实施例中，最短路径值在网络节点之间的跳数上进行一定调整，具体过程为：
针对每一个所述边，当该边的起始节点和终止节点位于不同交换机时，将所述起始节点和所述终止节点对应的最短路径值赋值长度至该边对应的边权重；
当该边对应的起始节点和终止节点位于同一物理节点时，判断所述物理节点中网络功能安装顺序是否为从所述起始节点到所述终止节点；
若是，则将零赋值至该边对应的边权重；
若否，则将预设的无效权重值赋值至该边对应的边权重。
具体地，所述边为有向边，由该边的起始节点指向终止节点，vi-1为起始节点，vi为终止节点，所述起始节点为所述终止节点对应的网络阶段的前一阶段。针对每一个所述边，当该边对应的起始节点和终止节点位于不同交换机时，该边对应的边权重仍然是两个网络节点之间的最短路径值。
参阅图5，如果vi-1和vi在网络中为同一个物理节点，例如交换机节点，则应该区分以下两种情况设置权值：(1)若vi-1和vi对应的交换机上以顺序的方式安装了vi-1和vi对应阶段的网络功能，则数据包能够以流水线的方式通过两个网络功能，不存在路径代价，因此，边权值赋值为0；(2)若vi-1和vi对应的交换机上以逆序的方式安装了vi-1和vi对应阶段的网络功能(即交换机上控制逻辑为先经过u对应阶段的网络功能再经过v对应阶段的网络功能)，即则该边的权重值设置为一个特别大的数值，也就是无效权重值，以防该条路径被选中。这样设置的原因是，虽然可以通过在同一个交换机上将数据包再次提交到流水线起始点的方式实现逆序地通过网络功能，不存在路径代价，但是由于重提交流量额外占据了入端口，将会对交换机上其他流量的性能造成较大的影响，不利于整体网络性能。该过程的公式可表示为：
Figure BDA0002861109150000121
其中，p(n)表示网络节点n对应的物理节点，
Figure BDA0002861109150000122
则表示vi对应物理节点上，是否以从
Figure BDA0002861109150000123
到
Figure BDA0002861109150000124
的顺序安装网络功能(对于安装有对应网络功能的服务器节点，此变量值恒为1)，MAXIMUM即无效权重值。
A20，根据所述网络转发图，确定所述服务链路请求对应目标候选路径集。
具体地，由于所述网络转发图包含当前网络中能够满足所述服务链路请求最基本的服务需求，因此将网络转发图中的各个路径作为目标候选路径，从而确定所述服务链路请求对应目标候选路径集。
进一步地，基于上述的网络转发图，本实施例采集基于K条最短路径值(k-shortest pathes，KSP)算法的方式确定目标候选路径集。
B10，根据预设的最短路径值算法和所述网络转发图，确定所述服务链路请求对应的初始候选路径集。
具体地，先采用KSP算法，基于该网络转发图，确定所述服务链路请求对应的初始候选路径集。KSP算法采用了递推法中的偏离路径算法思想，适用于非负权边的有向无环图结构。其具体过程为：
根据所述最短路径值算法和各个所述边对应的边权重，生成与所述网络转发图对应的初始候选路径及各个初始路径对应的路径权重值；
根据所述路径权重值，对所述初始候选路径从小到大排序，生成候选路径序列；
选取所述候选路径序列中排序前m条初始候选路径作为初始候选路径集，其中，m为预设的初始候选路径数量。
具体地，先算出第1条最短路径值P(1)，然后在此基础上依次算出其他的K-1条最短路径值。在求P(i+1)时，将P(i)上除了目标节点外的所有节点都视为偏离节点，并计算每个偏离节点到终止节点的最短路径值，即上述的边权重，再与之前的P(i)上起始节点到偏离节点的路径拼接，构成初始候选路并计算其对应的路径权重值，生成候选路径序列。再根据路径权重值，对各个初始候选路从小到大排序，最后根据预设的初始候选路径数量m，选取所述候选路径序列中排序前m条初始候选路径作为初始候选路径集。参阅图6，其中，m＝2k，k为预设的目标候选路径数量。除2k外，m可为大于k的正整数，只要满足后续筛选时，存在满足筛选的数据量。
B20，根据预设的筛选规则，对所述初始候选路径集进行筛选，得到目标候选路径集。
具体地，预设一个筛选规则，所述筛选规则用于对初始候选路径集进行筛选，该筛选规则可针对初始候选路径是否包含环路，以及环路的多少，例如预设一个环路数量阈值，若该初始候选路径的环路数量超过该环路数量阈值，则将该初始候选路径删除。
进一步地，参阅图6，该筛选规则针对初始候选路径是否包含环路，具体过程如下：
根据从小到大的顺序和预设的目标候选路径数量，依次选取所述初始候选路径集中不包括环路的初始候选路径作为目标候选路径；
根据所述目标候选路径，生成对应的目标候选路径集。
具体地，由于环路的存在将会导致路径交汇节点上的路由冲突问题，并且当前系统中难以为冲突的流量区分下一跳位置，因此需要进行路径筛选，避免环路的存在。
然后按照从小到大的顺序进行筛选，将不包含环路的初始候选路作为目标候选路径，并加入目标候选路径集，当目标候选路径数量达到k时，算法停止，得到目标候选路径集。
步骤S300，根据预设的网络实时指标，计算各个所述目标候选路径对应的路径评价值。
具体地，本实施例采用动态路径选择算法选择目标候选路径中的目标传输路径。路径评价值是指根据各条目标候选路径的网络状况、资源利用情况等网络实时指标计算得到用于评价各个目标候选路径的传输能力的数值。由于控制平台通过信息会收集模块获取网络实时指标，因此可根据网络实时指标，对所述目标候选路径集中各个目标候选路径进行传输能力的计算及评估，得到对应的路径评价值。
进一步地，本实施例中采用链路带宽利用率作为路径评价值，所述服务链路请求还包括流量速率和需求资源，所述网络实时指标包括剩余宽带和剩余资源，所述路径评价值为所述目标候选路径中各个边对应的链路评价值之和。
路径评价值的公式为
Figure BDA0002861109150000151
其中，mp为目标候选路径p对应的路径评价值，br表示请求R的发送速率，be表示路径p包含的一段物理链路e的剩余带宽，e为目标候选路径p对应的链路评价值。求和结果即为累计链路带宽利用率。
参阅图7，动态算法模块通过信息收集模块从数据平面实时获取链路负载信息和节点资源使用情况，对于每条候选路径，首先检查是否满足路径的节点容量和链路容量的限制，以保证其可行性，本实施例用于评价是否满足节点容量和链路容量的方式为计算该链路对应的链路评价值。本实施例优选的链路评价值的计算过程为：
步骤C10，针对所述目标候选路径中的每一个边，判断是否满足预设的资源约束条件。
具体地，遍历各个目标候选路径的边，判断该边是否满足资源约束条件，即该边对应的网络链路的剩余宽带是否小于所述流量速率，且该边对应的起始节点的剩余资源是否大于所述需求资源。本实施例采用的资源约束条件为：要求目标传输路径满足
Figure BDA0002861109150000161
be<br，且
Figure BDA0002861109150000162
ce<cr，其中，cr表示服务链路请求R所需求的资源，ce表示链路e起点所包含的剩余资源，也就是链路e对应的边的起始节点的剩余资源。
除上述的资源约束条件外，还可采用设置资源占比阈值、计算需求资源与剩余资源的比值与资源占比阈值的大小关系等与宽带及资源的利用情况作为资源约束条件。根据节点类型，网络节点对应的物理节点分为交换机或服务器，若为交换机，则剩余资源指交换机剩余资源；若为服务器，则剩余资源为服务器剩余，例如CPU资源。可将这两个条件作为资源约束，根据该资源约束，遍历各个目标候选路径。
步骤C20，若是，则计算该边对应的剩余宽带与所述流量速率的比值，并将所述比值作为该边对应的链路评价值。
具体地，若是，则计算该边对应的剩余宽带与所述流量速率的比值，即
Figure BDA0002861109150000163
并将其作为该边对应的链路评价值。
步骤C30，若否，则将预设的无效链路值作为该边对应的链路评价值。
具体地，预设一个无效链路值，该无效链路值可为一个极大值或者无穷。若否，则将预设的无效链路值作为该边对应的链路评价值，以防止该链路所在的目标候选路径被选中。
因此，本实施例考虑交换机、服务器的资源限制和链路带宽限制，在能满足流量需求的前提下，挑选累积链路带宽利用率最小的路径，从而保障网络负载均衡，减轻网络负载，使服务链合理、有效的调度和分配有限的网络资源，减少运营商的部署开销，提高请求的接收率，取得较高的部署收益。
步骤S400，根据所述路径评价值，确定所述目标候选路径集中的目标传输路径。
具体地，得到各个目标候选路径对应的路径评价值后，若传输能力越强，路径评价值越高，则选择数值最大的路径评价值对应的目标候选路径作为目标传输路径；若传输能力越强，路径评价值越小，则选择数值最小的路径评价值对应的目标候选路径作为目标传输路径。本实施例中，传输能力越强，路径评价值越小，因此选择数值最小的路径评价值对应的目标候选路径作为目标传输路径。
决策层将目标传输路径作为部署命令发送给命令翻译模块生成对应的网络功能规则和流量路由规则，安装到沿路的交换机上。同时将数据包传回数据平面，数据包从而匹配流表规则进行正常转发。该流后续的数据包将在数据平面中按照安装好网络功能路径进行转发。当流结束后，网络功能流表和转发流表规则将按照超时规则被交换机自动移除。因此，每一个服务链路请求所对应的目标传输路径都是根据最新的网络状况筛选得到的，使服务链能够合理、有效的调度和分配有限的网络资源。
本实施例中，通过两阶段的算法快速地确定目标传输网络，两阶段算法由静态路径生成算法和动态路径选择算法组成，静态算法在网络初始化时被调用，以最短路径值为指标筛选出所有请求的备选路径集；当控制平面接收到流的第一个数据包时调用动态算法，结合从信息收集模块得到的网络实时指标，从该请求的目标候选路径集中筛选出目标传输路径。
本实施例的方案可以以多种方式部署。例如部署在数据中心网络，为超大规模的流量提供服务链映射服务，分配资源，构造服务路径，提升网络性能和流量转发效率，减少流量端到端时延，并且通过卸载到可编程数据平面节省一部分服务器资源使用从而更好的提供云服务。还可以部署在网络提供商的接入网络，充分利用可编程交换机的资源和性能简化网络部署，为不同租户和业务构建不同的虚拟网络，同时提升服务质量。
进一步地，如图8所示，基于上述基于混合网络的服务链映射方法，本发明还相应提供了一种智能终端，所述智能终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图8仅示出了智能终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述智能终端的内部存储单元，例如智能终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述智能终端的外部存储设备，例如所述智能终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述智能终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述智能终端的应用软件及各类数据，例如所述安装智能终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有基于混合网络的服务链映射程序40，该基于混合网络的服务链映射程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中基于混合网络的服务链映射方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述基于混合网络的服务链映射方法等。
所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述智能终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述智能终端的部件10-30通过系统总线相互通信。
在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中基于混合网络的服务链映射程序40时实现上述基于混合网络的服务链映射方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于混合网络的服务链映射程序，所述基于混合网络的服务链映射程序被处理器执行时实现如上所述的基于混合网络的服务链映射方法的步骤。
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的计算机可读存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述基于混合网络的服务链映射方法包括：
获取服务链路请求；
根据预设的静态路径表构造规则和预设的网络链路信息，确定所述服务链路请求对应的目标候选路径集；
根据预设的网络实时指标，计算各个所述目标候选路径对应的路径评价值；
根据所述路径评价值，确定所述目标候选路径集中的目标传输路径。
2.根据权利要求1所述的基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述根据预设的静态路径表构造规则和预设的网络链路信息，确定服务链路请求对应的目标候选路径集，具体包括：
根据预设的转发图规则和所述网络链路信息，构建与所述服务链路请求对应的网络转发图；
根据所述网络转发图，确定所述服务链路请求对应目标候选路径集；
其中，所述服务链路请求为R＝(Nr，vs，vd)，Nr为所述服务链路请求对应的网络功能组成的序列，vs为发出所述服务链路请求的源节点，vd为所述服务链路请求对应的目标节点；
所述网络转发图G＝(N，V，E)，其中，V为网络节点的集合、N为各个所述网络节点对应的网络功能，E为根据网络链路对所述网络节点连接得到的边，网络转发图包括|Nr|+2个网络阶段，|Nr|为Nr的长度，其中第一阶段为源节点，第|Nr|+2阶段为目标节点；
所述网络节点
Figure FDA0002861109140000011
Vi为网络功能转发在第i网络阶段的网络节点的集合，
Figure FDA0002861109140000012
为第i网络阶段的各个网络节点具备的网络功能，
Figure FDA0002861109140000013
为具备网络功能
Figure FDA0002861109140000014
的网络节点的集合。
3.根据权利要求2所述的基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述边包括边权重，所述边权重包括所述网络节点之间的最短路径值。
4.根据权利要求3所述的基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述边为有向边，由该边的起始节点指向终止节点，所述起始节点为所述终止节点对应的网络阶段的前一阶段；所述边权重的计算过程具体包括：
针对每一个所述边，当该边的起始节点和终止节点位于不同交换机时，将所述起始节点和所述终止节点对应的最短路径值赋值长度至该边对应的边权重；
当该边对应的起始节点和终止节点位于同一物理节点时，判断所述物理节点中网络功能安装顺序是否为从所述起始节点到所述终止节点；
若是，则将零赋值至该边对应的边权重；
若否，则将预设的无效权重值赋值至该边对应的边权重。
5.根据权利要求4所述的基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述根据所述网络转发图，确定所述服务链路请求对应目标候选路径集，具体包括：
根据预设的最短路径值算法和所述网络转发图，确定所述服务链路请求对应的初始候选路径集；
根据预设的筛选规则，对所述初始候选路径集进行筛选，得到目标候选路径集。
6.根据权利要求5所述的基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述根据预设的筛选规则，对所述初始候选路径集进行筛选，得到目标候选路径集，具体包括：
根据从小到大的顺序和预设的目标候选路径数量，依次选取所述初始候选路径集中不包括环路的初始候选路径作为目标候选路径；
根据所述目标候选路径，生成对应的目标候选路径集。
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述服务链路请求还包括流量速率和需求资源，所述网络实时指标包括剩余宽带和剩余资源，所述路径评价值为所述目标候选路径中各个边对应的链路评价值之和。
8.根据权利要求7所述的基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述根据预设的网络实时指标，计算各个所述目标候选路径对应的路径评价值，具体包括：
针对所述目标候选路径中的每一个边，判断该边是否满足预设的资源约束条件；
若是，则计算该边对应的剩余宽带与所述流量速率的比值，并将所述比值作为该边对应的链路评价值；
若否，则将预设的无效链路值作为该边对应的链路评价值。
9.根据权利要求8所述的基于混合网络的服务链映射方法，其特征在于，所述资源约束条件为该边对应的网络链路的剩余宽带是否小于所述流量速率，且该边对应的起始节点的剩余资源是否大于所述需求资源。
10.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于混合网络的服务链映射程序，所述基于混合网络的服务链映射程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的基于混合网络的服务链映射方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有基于混合网络的服务链映射程序，所述基于混合网络的服务链映射程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的基于混合网络的服务链映射方法的步骤。
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