CN113422726A - 服务链部署方法及装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种服务链部署方法及装置、存储介质及电子设备，涉及通信术领域。该方法包括生成最优服务链路由路径；根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量；以及根据最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。通过协同优化服务链路由与服务链中虚拟网络功能节点的资源分配，使服务链部署更加适应于当前复杂多变的网络环境，从而使服务链部署更加灵活，进一步提高了服务链部署结果的准确性。

Description

服务链部署方法及装置、存储介质及电子设备

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种服务链部署方法及装置、存储介质及电子设备。

背景技术

当今的网络依赖于众多的网络功能设备。而随着网络功能虚拟化(NetworkFunctions Virtualization，NFV)技术的普及，可以预见越来越多的网络功能设备将以虚拟网络功能(virtual network function,VNF)的形式进行部署。软件定义网络(SoftwareDefined Network，SDN)作为与NFV互补的技术，可以实现流量在VNF之间按顺序进行传递，从而实现VNF按序串成链来提供网络服务，这也称之为服务链。

但是目前关于服务链技术，仅是一些宏观概念和架构，对于复杂且庞大的网络规模中，对于服务链的管理和部署方法还没有一个合理的解决方案，因此导致了网络节点之间资源竞争导致的服务链部署不合理的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种服务链部署方法、装置、电子设备及存储介质，至少在一定程度上克服由于相关技术中网络节点之间资源竞争导致的服务链部署不合理的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种服务链部署方法，包括：

生成最优服务链路由路径；根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量；以及根据最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。

在本公开一个实施例中，生成最优服务链路由路径，包括：根据虚拟网络请求构建拓扑序列；确定优化目标；根据拓扑序列确定约束条件；建立整数线性规划模型；根据约束条件和优化目标求解整数线性规划模型以生成最优服务链路由路径。

在本公开一个实施例中，生成最优服务链路由路径，包括：根据虚拟网络请求构建多层拓扑序列；为预生成的服务链路由路径设置起点和终点；基于多层拓扑序列利用路径搜索算法从起点到终点执行路径搜索，得到最优服务链路由路径。

在本公开一个实施例中，拓扑序列中的每个节点都对应至少一种虚拟网络功能VNF。

在本公开一个实施例中，最优服务链路由路径是在满足业务请求的预设条件下时延最小的服务链路由路径。

在本公开一个实施例中，基于多层拓扑序列利用路径搜索算法搜索一条从起点到终点的最优服务链路由路径之后，还包括：判断最优服务链路由路径上的所有VNF对应的物理链路的带宽资源是否满足最优服务链路由路径上的虚拟带宽需求；如果满足，则将路径确定为最优服务链路由路径；如果不满足，则重新执行路径搜索。

在本公开一个实施例中，根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量，包括：基于最优服务链路由路径确定最优服务链路由路径的最大允许的节点时延；根据所述最大允许的节点时延，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量。

在本公开一个实施例中，根据最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果，还包括：判断最优服务链路由路径上所有VNF对应的物理节点的带宽资源是否满足VNF节点的资源分配量；如果满足，则将最优服务链路由路径和所述VNF节点的资源分配量确定为最优服务链部署结果；如果不满足，则重新生成最优服务链路由路径。

在本公开一个实施例中，在生成最优服务链路由路径之前，还包括：接收虚拟网络请求。

在本公开一个实施例中，在接收虚拟网络请求之后，还包括：判断是否存在满足该虚拟网络请求的预设条件的最优服务链路由路径；如果存在，则生成最优服务链路由路径；如果不存在，则拒绝该虚拟网络请求。

根据本公开的另一个方面，提供一种服务链部署装置，包括：第一生成模块，配置为生成最优服务链路由路径；第二生成模块，配置为根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量；结果确定模块，配置为根据最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。

在本公开一个实施例中，第一生成模块生成最优服务链路由路径，包括：根据虚拟网络请求构建拓扑序列；确定优化目标；根据拓扑序列确定约束条件；建立整数线性规划模型；根据约束条件和优化目标求解整数线性规划模型以生成最优服务链路由路径。

在本公开一个实施例中，第一生成模块生成最优服务链路由路径，包括：根据虚拟网络请求构建多层拓扑序列；为预生成的服务链路由路径设置起点和终点；基于多层拓扑序列利用路径搜索算法从起点到终点执行路径搜索，得到最优服务链路由路径。

在本公开一个实施例中，第一生成模块构建的拓扑序列中的每个节点都对应至少一种虚拟网络功能VNF。

在本公开一个实施例中，第一生成模块生成的最优服务链路由路径是在满足业务请求的预设条件下时延最小的服务链路由路径。

在本公开一个实施例中，第一生成模块基于多层拓扑序列利用路径搜索算法搜索一条从起点到终点的最优服务链路由路径之后，还包括：判断最优服务链路由路径上的所有VNF对应的物理链路的带宽资源是否满足最优服务链路由路径上的虚拟带宽需求；如果满足，则将路径确定为最优服务链路由路径；如果不满足，则重新执行路径搜索。

在本公开一个实施例中，第二生成模块根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量，包括：基于最优服务链路由路径确定最优服务链路由路径的最大允许的节点时延；根据所述最大允许的节点时延，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量。

在本公开一个实施例中，结果确定模块根据最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果，还包括：判断最优服务链路由路径上所有VNF对应的物理节点的带宽资源是否满足VNF节点的资源分配量；如果满足，则将最优服务链路由路径和所述VNF节点的资源分配量确定为最优服务链部署结果；如果不满足，则重新生成最优服务链路由路径。

在本公开一个实施例中，服务链部署装置在生成最优服务链路由路径之前，还包括：接收模块，配置为接收虚拟网络请求。

在本公开一个实施例中，在接收模块接收虚拟网络请求之后，还包括：判断是否存在满足该虚拟网络请求的预设条件的最优服务链路由路径；如果存在，则生成最优服务链路由路径；如果不存在，则拒绝该虚拟网络请求。根据本公开的再一个方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述的服务链部署方法。

根据本公开的又一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的服务链部署方法。

本公开的实施例所提供的服务链部署方法，通过协同优化服务链路由与服务链中虚拟网络功能节点的资源分配，相比于现有的服务链部署方法，克服了网络节点之间资源竞争导致的服务链部署不合理的问题，使服务链部署更加适应于当前复杂多变的网络环境，从而使服务链部署更加灵活，进一步提高了服务链部署结果的准确性。

进一步，将时延确定为服务链部署问题的优化目标，为一些时延敏感业务的服务链请求提供了严格的时延保障，进一步提高了网络性能，提高了网络服务质量，同时提高了用户体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出可以应用本公开一个实施例的一种服务链部署环境的示意图；

图2示出本公开一个实施例的一种服务链部署方法的流程图；

图3示出本公开一个实施例的服务链部署方法中的一种生成最优服务链路由路径方法的流程图；

图4示出了图3方法的一种拓扑服务链示意图；

图5示出本公开一个实施例中的服务链部署方法中的另一种生成最优服务链路由路径方法的流程图；

图6示出了图5方法的一种多层拓扑服务链示意图；

图7示出本公开一个实施例的一种服务链部署方法的整体流程的流程图；

图8示出本公开一个实施例的一种服务链部署装置示意图；和

图9示出本公开一个实施例的一种服务链部署计算机设备的结构框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“最优”仅用于描述满足具体优化问题的相对合理的方案或结果，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的绝对最优标准。由此，限定有“最优”的特征可以明示或者隐含地包括符合全部预设条件和优化目标的折中和适度的标准。

针对上述相关技术中存在的技术问题，本公开实施例提供了一种任务处理方法，以用于至少解决上述技术问题中的一个或者全部。

图1示出可以应用本公开一个实施例的一种服务链部署环境的示意图。该环境包括：虚拟网络和物理网络，其中物理网络包括若干网络基础设施，可以是若干个终端和服务器集群，此处把物理网络中的每个终端或服务器都称为一个底层节点。

终端可以是手机、游戏主机、平板电脑、电子书阅读器、智能眼镜、MP4(MovingPicture Experts Group Audio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、智能家居设备、AR(Augmented Reality，增强现实)设备、VR(Virtual Reality，虚拟现实)设备等移动终端，或者，终端也可以是个人计算机(Personal Computer，PC)，比如膝上型便携计算机和台式计算机等等。

服务器集群可以是一台服务器，或者由若干台服务器组成。

上述基础设施之间，也称为底层节点之间，通过通信网络链路相连。可选的，通信网络是有线网络或无线网络。

本领域技术人员可以知晓，上述网络基础设施的数量可以更多或更少。比如上述终端可以仅为一个，或者上述终端为几十个或几百个，或者更多数量。再比如上述服务器集群可以仅为台服务器或者是若干台服务器。本申请实施例对终端的数量和设备类型不加以限定。

可选的，上述的无线网络或有线网络使用标准通信技术和/或协议。网络通常为因特网、但也可以是任何网络，包括但不限于局域网(Local Area Network，LAN)、城域网(Metropolitan Area Network，MAN)、广域网(Wide Area Network，WAN)、移动、有线或者无线网络、专用网络或者虚拟专用网络的任何组合)。

虚拟网络侧主要是由物理网络中由底层节点映射的虚拟网络功能(VirtualNetwork Feature,VNF)以及各节点之间的物理网络链路映射的虚拟链路构成。

以下是一种服务链部署过程的实施例：

假设业务请求中包含的服务链由三个VNF组成，为了便于表示服务链的起点和终点，构造了一个伪起点VNF和伪终点VNF。这两个伪VNF提前映射到起点和终点；如图1所示，起点为底层物理节点1，终点为底层物理节点4。

接下来，需要确定每个VNF和虚拟链路的映射；在图1中，VNF1映射到底层物理节点2，而VNF2和VNF3都映射到物理节点3。

业务流量通过最短路径依次遍历底层物理节点1、2、3、4。同时虚拟链路被映射到对应的路径上，特别是，VNF2和VNF3之间的虚拟链路并没有映射到物理链路，而是映射到底层物理节点3内部的链路。

当服务链中的节点和链路的映射确定后，需要为VNF所映射的VNF实例分配资源，即完成了一条服务链的部署。

下面，将结合附图及实施例对本示例实施方式中的服务链部署方法的各个步骤进行更详细的说明。

图2示出本公开的一个实施例的一种服务链部署方法流程图。本公开实施例提供的方法可以由任意具备计算处理能力的电子设备执行在下面的举例说明中，以服务器集群为执行主体进行示例说明。

如图2所示，本公开实施例提供的服务链部署方法可以包括以下步骤：

步骤S210,生成最优服务链路由路径。

在本公开的一个实施例中，最优服务链路由路径是总时延最小的路由路径。总时延越小，意味着网络服务速率越快，网络服务的质量越高。为一些时延敏感业务的服务链请求提供了严格的时延保障，进一步提高了网络性能，提高了网络服务质量，同时提高了用户体验。

步骤S220,根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量。此步骤在确定最优服务链路由路径的基础上，根据虚拟节点到物理节点的映射，协同分配VNF节点的资源，提高了服务链部署结果的准确性。

在本公开的一些实施例中，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量的方法包括但不限于基于最优服务链路由路径确定的最大允许的节点时延，以该最大允许的节点时延为约束条件，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量。

在公开的一些实施例中，在确定VNF节点的资源分配量时，还可以进一步将VNF节点的处理速率、VNF节点处理多条业务链的剩余带宽资源设置为限制条件。

步骤S230,根据最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。

在本公开的一个实施例中，通过协同优化服务链路由与服务链中虚拟网络功能节点的资源分配，相比于现有的服务链部署方法，克服了网络节点之间资源竞争导致的服务链部署不合理的问题，使服务链部署更加适应于当前复杂多变的网络环境，从而使服务链部署更加灵活，进一步提高了服务链部署结果的准确性。

图3示出本公开一个实施例的服务链部署方法中的一种生成最优服务链路由路径方法的流程图，图4示出了该方法的一种拓扑服务链示意图。下面将结合图4描述本公开中图3的内容。如图3所示，包括：

步骤310，根据虚拟网络请求构建拓扑序列。

在本公开的一个实施例中，可以将

集合中的业务请求按每单位服务链长度的吞吐ρ^k/J^k的大小从大到小进行排序，然后按序逐个部署业务请求。如图4中，从起点到终点依次经历的业务类型VNF-1、VNF-2和VNF-3，按照不同的业务类型VNF映射的不同物理节点构建由A-F物理节点组成的单层拓扑

在本公开的一些实施例中，业务请求可以为单个业务链或多个业务链。

在本公开的一些实施例中，业务请求也可以按照从小到大的顺序进行排列。

步骤320，确定优化目标。

在本公开的一个实施例中，以总时延最小为服务链路由路径的优化目标，更进一步地，在本公开的一个可选实施例中，服务链路由路径的总时延只包括交换机的时延和链路传输时延，不包括VNF节点时延。在一些实施例中，可以将交换机的时延换算为链路传输时延，以便于做路径规划运算。更进一步地，在一些可选实施例中，将每条链路传输的原始时延与所连接的交换机时延的一半的总和作为该条链路传输的新时延。

在一些实施例中，优化目标还可以是最少节点个数。优化目标可以根据实际情况设定，本公开对此不做限制。

步骤330，根据拓扑序列确定约束条件。

在本公开的一个实施例中，约束条件可以包括C1：底层物理链路容量限制。在一些实施例中，规定所得到的服务链路由路径上的所有物理链路的带宽资源都要大于或等于业务的带宽需求。如图4所示，当业务请求的带宽要求为5Mbps时，首先去除带宽小于5Mbps的链路，即去除A-B链路。

在本公开的一些实施例中，可能存在多条服务链路由被重复使用多次的情况。针对这种情况，在寻找最优路线的过程中，要保证所有物理链路被反复使用过后的剩余带宽资源大于或等于业务的带宽需求。例如，图4中，路径A→C(VNF-1)→E(VNF-2)→C(VNF-3)→E(VNF-2)→F，满足从A到F的延时为10ms的要求，但是在节点E和节点C之间的链路被重复使用了三次，而E和C之间链路总资源为8Mbps不满足15Mbps的业务请求。因此，该条路径不会被优先选择。

在本公开的一些实施例中，约束条件可以包括C2：VNF映射限制。在一些实施例中，规定每个VNF都完成映射且仅能被映射一次。

在本公开的一些实施例中，约束条件可以包括C3：VNF类型限制。在一些实施例中，每个网络中的物理节点只支持部分类型的VNF，VNF只能被映射到支持其类型的物理节点上。

在本公开的一些实施例中，约束条件可以包括C4：虚拟链路映射限制。在一些实施例中，每条虚拟链路都需要被映射，且仅能映射一次。

在本公开的一些实施例中，约束条件可以包括C5：总时延限制。在一些实施例中，从服务链的起点到终点时延应严格满足业务的时延要求。

约束条件可以根据优化目标和实际需求而设计，本公开对此不做限制。

步骤340，建立整数线性规划模型。

在本公开的一个实施例中，可以采用构建整数线性规划模型(Integer LinearProgramming,ILP)的方法求解最优服务链路由路径。

具体地，ILP模型算法可以被设置如下：

步骤(1),

步骤(2),s.t.C1,C2,C3,C4,C5；

步骤(3),

步骤(1)表示最小化服务链路由路径的交换机时延与链路总时延之和；步骤(2)表示以C1-C5为约束条件；步骤(3)表示判断第k个业务是否被接受；判断第k个业务的第i个VNF节点映射的第n个物理节点是否被接受；判断第k个业务的第j条虚拟链路映射的第n个物理节点到第n＇个物理节点之间的物理链路是否被接受。

步骤350，根据约束条件和优化目标求解整数线性规划模型以生成最优服务链路由路径。

通过上述方法，可以更准确的找出符合预设的约束条件的最优服务链路由路径。通过对该算法的仿真实践，使用本申请方法得出的服务链路由路径具有更加精确的效果。

图5示出本公开一个实施例中的服务链部署方法中的另一种生成最优服务链路由路径方法的流程图，图6示出了图5方法的一种多层拓扑服务链示意图。下面将结合图6描述本公开中图5的内容。如图5所示，包括：

步骤S510，根据虚拟网络请求构建多层拓扑序列；

在本公开的一个实施例中，可以将

集合中的业务请求按每单位服务链长度的吞吐ρ^k/J^k的大小从大到小进行排序，然后按序逐个部署业务请求。如图6中，从起点到终点依次经历的业务类型VNF-1、VNF-2和VNF-3，按照不同的业务类型VNF映射的不同物理节点构建由A-F物理节点组成单层拓扑

再复制单层拓扑形成多层拓扑，即多个

其中，多层拓扑的层数等于服务链长度加1，从而完成物理节点之间链路关系的映射。在一些可选的实施例中，几个单层拓扑之间，由具有相同VNF映射的物理节点相连。例如节点B和节点C都能映射到VNF-1，则在第一层和第二层拓扑之间，连接B1和B2、C1和C2。这样做的好处是，保证了遍历完第一层的拓扑后经过VNF-1到达第二层，从而使路径搜索结果更加准确，进一步提高了服务链部署结果的准确性。以此类推，将其他相邻的两层之间进行连接。每层中物理链路的时延与拓扑

中保持一致，连接相邻两层的链路的时延设置为0。

步骤S520，为预生成的服务链路由路径设置起点和终点。

如图6中，设置节点A1和节点F4分别作为服务链路由的起点和终点。

步骤S530，基于多层拓扑序列利用路径搜索算法从起点到终点执行路径搜索，得到最优服务链路由路径。在图6中，生成的最优服务链路由路径将依次经过第1层到第4层，保证包含所有需要的VNF。

在本公开的一个实施例中，路径搜索算法为Dijkstra算法。

在本公开实施例中，将物理链路时延换算成物理节点之间的路径代价。

在一些可选的实施例中，如果基于路径搜索得到的路径不满足其他预设条件，则增加不满足条件的路径的路径代价，重新执行路径搜索。

通过上述方法，在复杂庞大的网络规模中，也可以实现快速且精准的部署服务链，提高了网络服务速率和质量，进一步提高了用户体验。

图7示出本公开一个实施例的一种服务链部署方法的整体流程的流程图；如图7所示：

步骤S7010，接收虚拟网络请求。在本公开的一个实施例中，虚拟网络请求可以是从任何物理设备发送的业务请求。

步骤S7020，判断是否存在满足该虚拟网络请求的预设条件的最优服务链路由路径。

在本公开的一个实施例中，预设条件可以是VNF的类型限制。在一些实施例中，规定每个网络中的物理节点只支持部分类型的VNF，VNF必须映射在支持该类型VNF的物理节点上。因此如果不存在对应的物理节点，则判断为不存在满足预设条件的最优服务链路由路径。

在本公开的一个实施例中，预设条件也可以是底层物理链路的带宽容量限制、时延限制等。本公开对此不做限制。

步骤S7030，如果判断存在满足预设条件的最优服务链路由路径，则根据虚拟网络请求构建多层拓扑序列。

步骤S7040，如果判断不存在满足预设条件的最优服务链路由路径，则拒绝该虚拟网络请求。

设置预判断步骤可以提高搜索最优服务链路由路径的准确性，从而也提高了服务链部署的准确性。

在本公开的一些实施例中，可以根据虚拟网络请求是否涉及多条服务链的部署，而选择执行图3或图5中的步骤，以生成最优链路由路径。生成单层拓扑结构有利于提高单条服务链的生成速率，从而将问题简单化，进一步节约了机器的计算资源。与此同时，多层拓扑的求解方式克服了占用同一个VNF节点的多条服务链之间资源竞争导致的服务链部署不合理的问题，有利于多条服务链同时部署，考虑了VNF节点在处理其他任务后的剩余带宽资源，使生成的最优链路由路径更加准确，从而使服务链部署结果更加精确。

步骤S7050，为预生成的服务链路由路径设置起点和终点。此步骤与步骤S520类似，在此不再赘述。

步骤S7060，基于多层拓扑序列利用路径搜索算法从起点到终点执行路径搜索，得到最优服务链路由路径。此步骤与步骤S530类似，在此不再赘述。

步骤S7070，判断最优服务链路由路径上所有VNF对应的物理链路的带宽资源是否满足最优服务链路由路径上的虚拟带宽需求。

如果最优服务链路由路径上所有VNF对应的物理链路的带宽资源是否满足最优服务链路由路径上的虚拟带宽需求，则执行步骤S7080，根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量。

在本公开的一些实施例中，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量的方法包括但不限于包括以下步骤：

第一步，基于最优服务链路由路径确定最优服务链路由路径的最大允许的节点时延。

在本公开实施例中，基于上述所确定的最优服务链路由路径，根据路径中的每条链路的时延，确定最优服务链路由路径的最大允许的节点时延

更进一步的，在本公开实施例中，

的值等于业务的端到端时延需求D^k减去最优服务链路由路径的总时延。

第二步，根据所述最大允许的节点时延，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量。

在本公开实施例中，可以根据最大允许的节点时延，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量。具体地，将基于

的值，以业务请求s_k为例，推导出为所对应的最优链路由路径包含的VNF节点分配的最优资源量。分配的资源量应满足以下三个约束条件：1)端到端总的VNF节点时延小于等于

2)在s_k之前接收部署的业务的端到端总VNF节点时延不应增加；3)VNF节点的处理速率应大于所承载的全部业务的带宽需求。当满足上述三个要求时，分配给VNF节点的最小资源量即为最优资源量。

下面以s_k为例说明如何推导出最优的VNF资源分配方案。为了简化推导过程中使用到的公式的表达式，我们首先定义了公式(1)-(3)中所示的变量。

其中，

表示分配给s_k中第i个VNF部署所在的VNF实例的资源量。

其中，

表示分配给s_k中第i个VNF部署所在的VNF实例的资源量与此VNF处理速率

的关系常数。

其中，

表示分配给s_k中第i个VNF部署所在的VNF实例的数据包在得到处理之前将等待的时间。

业务流量由起点的用户生成，在进入网络之前首先会经过令牌桶过滤器(TokenBucket Filter，TBF)进行整形。TBF的参数包含ρ^k和σ^k，这意味着允许终端用户一次性发送大小为σ^k的数据量，但平均的发送速率不能超过ρ^k。由此，定义s_k中第i个VNF部署所在的VNF实例的处理速率为：

定义分配给s_k中第i个VNF部署所在的VNF实例的数据包在得到处理之前将等待的时间为：

进一步地，由于端到端的VNF总时延与分配给VNF的资源成反比，则当端到端总的VNF时延等于

时，分配的资源量最小。因此结合公式(5)定义最大允许的VNF节点时延

为：

由于在实际应用中，分配资源较少的VNF将成为瓶颈，限制端到端服务曲线的速率，从而增加端到端的VNF时延。另一方面，如果给VNF分配了冗余的资源，VNF会因为过高的速率而造成资源浪费。因此，在本公开实施例中，定义服务链中的每个VNF都具有相同的速率，据此，可以得到公式(6)，即：

将公式(7)中的

的表达式代入公式(6)，可以得到γ^k的值。然后，再将γ^k的值代入公式(7)，可以得到

的值。

在本公开实施例中，还考虑到多条业务链同时工作的情况，以业务s_k中第i个VNF所在的VNF实例为例，另一个业务s_k′中的VNF可能在业务s_k部署之前就已经存在于该VNF实例中。在部署s_k时，需要重新确定分配给该VNF实例的资源量，应保证不增加s_k′对应的VNF节点的总时延。为此，只需要保证γ^k的值不降低，θ^k′的值不增加即可。由此，将上述约束条件转化为公式，即(8)和(9)：

表示在s_k之前接收部署的业务s_k′的处理速率不能被减少。

表示在s_k之前接收部署的业务s_k′的时延不能被增加。

根据约束条件3)可以得出

公式(10)表示分配给

上类型为

的VNF的处理速率应大于所承载的全部业务带宽要求。

最终，确定满足三个要求，即同时满足公式(7)，公式(8)，公式(9)和公式(10)的最小VNF节点资源分配量，即为VNF节点资源分配结果。

在本公开实施例中，如果最优服务链路由路径上所有VNF对应的物理链路的带宽资源不满足最优服务链路由路径上的虚拟带宽需求，则重新执行路径搜索。

在一些实施例中，如果最优服务链路由路径上所有VNF对应的物理链路的带宽资源不满足最优服务链路由路径上的虚拟带宽需求，则可以增加该路径的路径代价。更进一步地，在本公开实施例中，可以增加该路径的时延代价，以重新执行路径搜索。

步骤S7090，判断VNF虚拟节点对应的所有VNF实例的物理节点的带宽资源是否满足VNF节点资源分配结果。

如果VNF虚拟节点对应的所有VNF实例的物理节点的带宽资源满足VNF节点资源分配结果，则执行步骤S7100，将最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。

如果VNF虚拟节点对应的所有VNF实例的物理节点的带宽资源不满足VNF节点资源分配结果，则重新执行路径搜索。

在一些实施例中，如果VNF虚拟节点对应的所有VNF实例的物理节点的带宽资源不满足VNF节点资源分配结果，则在多层拓扑结构中，删除对应的VNF节点，再重新执行路径搜索。

设置此步骤是由于分配给每个VNF节点的资源数量在寻找服务链路由的过程中是不可预测的，路径搜索算法无法确定底层物理节点是否能够为VNF节点提供足够的资源，通过上述方法可以提高了服务链部署结果的准确性。

需要注意的是，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

图8示出了本公开一个实施例的服务链部署装置800的框图；如图8所示，包括：

第一生成模块810，配置为生成最优服务链路由路径；

第二生成模块820，配置为根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量；

结果确定模块830，配置为根据最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

图9示出本公开一个实施例中一种服务链部署计算机设备的结构框图。下面参照图9来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备900。图9显示的电子设备900仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图9所示，电子设备900以通用计算设备的形式表现。电子设备900的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元910、上述至少一个存储单元920、连接不同系统组件(包括存储单元920和处理单元910)的总线930。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元910执行，使得所述处理单元910执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元910可以执行如图2中所示的S210，生成最优服务链路由路径；S220，根据最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量；S230，根据最优服务链路由路径和VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。

存储单元920可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)9201和/或高速缓存存储单元9202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)9203。

存储单元920还可以包括具有一组(至少一个)程序模块9205的程序/实用工具9204，这样的程序模块9205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线930可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备900也可以与一个或多个外部设备800(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备900交互的设备通信，和/或与使得该电子设备900能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口950进行。并且，电子设备900还可以通过网络适配器960与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器960通过总线930与电子设备900的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

参考图9所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品900，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (13)

1.一种服务链部署方法，其特征在于，包括：

生成最优服务链路由路径；

根据所述最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量；以及

根据所述最优服务链路由路径和所述VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。

2.根据权利要求1所述的服务链部署方法，其中，所述生成最优服务链路由路径，包括：

根据虚拟网络请求构建拓扑序列；

确定优化目标；

根据所述拓扑序列确定约束条件；

建立整数线性规划模型；

根据所述约束条件和优化目标求解所述整数线性规划模型以生成最优服务链路由路径。

3.根据权利要求1所述的服务链部署方法，其中，所述生成最优服务链路由路径，包括：

根据虚拟网络请求构建多层拓扑序列；

为预生成的服务链路由路径设置起点和终点；

基于所述多层拓扑序列利用路径搜索算法从所述起点到所述终点执行路径搜索，得到最优服务链路由路径。

4.根据权利要求2或3所述的服务链部署方法，其中，拓扑序列中的每个节点都对应至少一种虚拟网络功能VNF。

5.根据权利要求2或3所述的服务链部署方法，其中，所述最优服务链路由路径是在满足预设条件下时延最小的服务链路由路径。

6.根据权利要求3所述的服务链部署方法，其中，基于多层拓扑序列利用路径搜索算法搜索一条从所述起点到所述终点的最优服务链路由路径之后，还包括：

判断所述最优服务链路由路径上所有VNF对应的物理链路的带宽资源是否满足最优服务链路由路径上的虚拟带宽需求；

如果满足，则将所述路径确定为最优服务链路由路径；

如果不满足，则重新执行路径搜索。

7.根据权利要求1所述的服务链部署方法，其中，根据所述最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量，包括：

基于所述最优服务链路由路径确定所述最优服务链路由路径的最大允许的节点时延；以及

根据所述最大允许的节点时延，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量。

8.根据权利要求7所述的服务链部署方法，根据所述最优服务链路由路径和所述VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果，还包括：

判断所述最优服务链路由路径上所有VNF对应的物理节点的带宽资源是否满足所述VNF节点的资源分配量；

如果满足，则将所述最优服务链路由路径和所述VNF节点的资源分配量确定为最优服务链部署结果；

如果不满足，则重新生成最优服务链路由路径。

9.根据权利要求1所述的服务链部署方法，其中，在生成最优服务链路由路径之前，还包括：

接收虚拟网络请求。

10.根据权利要求6所述的服务链部署方法，其中，在接收虚拟网络请求之后，还包括：

判断是否存在满足所述虚拟网络请求的预设条件的最优服务链路由路径；

如果存在，则生成最优服务链路由路径；

如果不存在，则拒绝该虚拟网络请求。

11.一种服务链部署装置，其特征在于，包括：

第一生成模块，配置为生成最优服务链路由路径；

第二生成模块，配置为根据所述最优服务链路由路径，生成包含虚拟网络功能VNF节点的资源分配量；

结果确定模块，配置为根据所述最优服务链路由路径和所述VNF节点的资源分配量确定最优服务链部署结果。

12.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1～10中任意一项所述方法的步骤。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～10中任意一项所述方法的步骤。

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