CN113472811B - 一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法。该方法包括:解析用户输入数据包,根据用户需求给数据包匹配族群标识FID,并封装Sinet_nsh包头字段,向网络组件层输出数据包;网络组件层中的边缘网关根据Sinet_nsh数据包的用户源IP、目的IP和FID三元组输入数据填写Sinet_nsh包头内容,将封装了Sinet_nsh包头的数据包传输给转发交换节点;转发交换节点匹配Sinet_nsh包头中的下一跳网络功能属性和传递上下文服务功能链状态信息,进行异构网络功能处理并输出数据包的下一跳转发交换节点地址;最后一跳网络功能转发交换机节点收到数据包后,将数据包转换为ipv4数据包输出。本发明设计基于微服务的模块化异构服务功能链,从而优化异构SFC框架,实现异构网络资源多维融合。

Description

一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法
技术领域
本发明涉及网络异构服务部署技术领域,尤其涉及一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法。
背景技术
日益增长的业务流量与多样化的业务类型,对网络的服务模式与服务能力提出了更高的要求。网络既需要为不同业务提供灵活、可定制的服务内容,同时在服务质量、传输效率等方面也需要根据业务需求做出保证。智融标识网络基于“三层”“三域”提出了新型智慧路由交换体系,其中资源适配层将服务功能部署到网络组件层中,使其实现相应的服务功能并按序链接组成服务功能链(Service Function Chain,SFC),从而支持丰富的应用场景和多样化的业务需求。然而由单一虚拟化方式实现的同构SFC难以满足各种服务需求,如基于虚拟机与容器的服务功能在处理流量时带来了相对较长的时延和较小的吞吐量,而新兴的可编程交换机虽然在流量处理上性能优越,但受制于有限的计算资源与交换机编程语言固有属性,在成本以及可扩展性上存在限制。
因此,智融标识网络中需要设计一种服务功能链部署方法,联合调度网络组件层中多种类型组件部署异构服务功能链,从而充分利用不同网络功能实现方式的优势。
现有技术中的第一种异构服务功能链的部署方法包括:随着网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)技术的发展,虚拟网络功能(VirtualizedNetwork Function,VNF)的形态也越来越多样化,除了提供支持虚机方式的VNF外,也有支持容器方式部署的VNF。该方法提出了一种网络功能虚拟化NFV资源部署编排方法,其基于VNF网元的资源部署需求和资源部署策略确定VNF网元的资源部署配置信息,提供一种NFV资源部署编排方法和网络功能虚拟化编排器,从而实现底层虚机资源、容器资源的统一编排配置。
上述现有技术中的第一种异构服务功能链的部署方法的缺点为:该方法虽然能够支撑业务多样化、弹性化,高效支持第三方业务创新,提供高安全性,支持自动化部署和运维,但其采用的虚拟化方式较为局限,且对于服务功能链的应用场景的考虑较少。虚拟机、docker容器虽然具有较为灵活的部署能力,但由其构建的服务功能链在性能方面有较大的瓶颈,难以支持较高QoS需求的业务。
现有技术中的第二种异构服务功能链的部署方法包括:随着用户规模的不断扩大以及应用领域的不断延伸,现有互联网因其原始设计不足呈现“静态”、“僵化”态势,难以支撑个性化服务的按需供给与灵活化组网,该方法提出了一种智融标识网络体系架构,通过全网多空间、多维度资源的智慧融合,将服务层面与网络层面纵向关联,服务空间与网络空间横向解耦,实现控制管理与功能执行的分离,旨在提供个性化服务的按需供给与灵活化组网。
现有技术中的第二种异构服务功能链的部署方法的缺点为:该方法虽然能够通过“三层”、“三域”的体系架构,为不同行业与用户提供高效、灵活的差异化、定制化通信网络服务,但仍处于研究阶段,且没有充分利用网络组件层多种网络组件的特性,对于服务功能链的支持方式仍较为单一,难以支持需要高服务质量的业务。
发明内容
本发明的实施例提供了一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法,以克服现有技术的问题。
为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案。
一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法,包括:
步骤S1、解析用户输入数据包,根据用户需求给所述数据包匹配族群标识FID,并封装Sinet_nsh包头字段,向网络组件层输出包含FID与Sinet_nsh包头字段的数据包;
步骤S2、网络组件层中的边缘网关根据Sinet_nsh数据包的用户源IP、目的IP和FID三元组输入数据填写Sinet_nsh包头内容,将封装了Sinet_nsh包头的数据包传输给网络组件层中的转发交换节点;
步骤S3、所述转发交换节点匹配Sinet_nsh包头中的下一跳网络功能属性和传递上下文服务功能链状态信息,进行异构网络功能处理并输出数据包的下一跳转发交换节点地址;
步骤S4、网络组件层中的最后一跳网络功能转发交换机节点收到数据包后,解封装Sinet_nsh数据包,将数据包转换为用户能够解析的ipv4数据包输出。
优选地,步骤S1具体包括:
智融标识网络中的智慧服务层解析用户输入数据包,根据用户需求匹配族群标识FID,并根据族群标识FID将数据包交付给智融标识网络中的资源适配层;资源适配层中的控制器族群与编排器族群匹配FID,在数据包中插入Sinet_nsh标识,封装Sinet_nsh包头字段,向网络组件层输出包含FID与Sinet_nsh包头字段的数据包。
优选地,所述实体域的族群标识FID用来标识部署一条异构服务功能链所需要的族群,包括控制器族群和编排器族群,所述控制器族群包括Ryu(0000)、ONOS(0001)、OpenDayLight(0010)、NOX(0011)和POX(0100),所述编排器族群包括K8S(0000)、openstack(0001)和docker swarm(0010)。
优选地,所述步骤S2具体包括:
网络组件层中的边缘网关接收到包含FID与Sinet_nsh包头字段的数据包后,提取Sinet_nsh包头字段中的用户源IP和目的IP,根据sinet_classifier表中的内容为用户源IP、目的IP与FID的三元组输入数据进行匹配,在匹配成功后,执行sinet_encap动作根据控制器策略在数据包中填写族群转发标识Sinet_nsh包头内容,将封装了Sinet_nsh包头的数据包传输给下一跳网络组件层中的转发交换节点;若匹配不成功,则将数据包交付至控制器。
优选地,所述族群转发标识Sinet_nsh用来标识一条异构服务功能链的路径与其中的网络功能位置,Sinet_nsh包头内容中字段定义如下:SPI字段用于指定异构服务功能链路径,SI字段用于指定网络功能的位置,meta.nhop字段用于指示下一跳网络功能属性,meta.state字段用于传递上下文服务功能链状态信息。
优选地,所述步骤S3具体包括:
网络组件层中的第一跳网络功能转发交换机节点收到封装了Sinet_nsh包头的数据包后,在ingress中执行sfc_forward表,匹配Sinet_nsh标识中的SPI、SI字段,并决定egress_port,执行的匹配结果包括如下两部分:
1)若匹配结果指示本数据包所需网络功能为docker容器,则执行Sinet_decap动作,解封装Sinet_nsh包头并将正常的ipv4输出数据包传向容器mac地址,将meta.nhop与meta.state写入交换机metadata,此后容器收到数据包为正常解析的ipv4数据包,进行网络功能处理并将处理后的数据包传回网络功能转发交换机,执行to_switch表,匹配ingress_port与meta.nhop,执行Sinet_encap动作封装Sinet_nsh标识并交付给下一跳网络功能转发交换机节点;
2)若匹配结果指示本数据包所需网络功能为可编程交换机,则将数据包传入egress,匹配meta.state执行相应网络功能处理,继续将包含下一跳地址的Sinet_nsh数据包交付给下一跳网络功能转发交换机节点,网络功能转发交换机节点工作流程同第一跳。
优选地,所述步骤S4具体包括:
网络组件层中的最后一跳网络功能转发交换机节点收到数据包后,在ingress中执行sfc_forward表,匹配Sinet_nsh标识中的SPI、SI字段,执行Sinet_decap动作,将数据包转换为用户能够解析的ipv4数据包输出,结束服务功能链。
优选地,所述的方法还包括:
网络组件层中的资源适配层控制器根据输入的用户QoS与网络组件层的网络状态信息,执行异构服务功能链部署迁移决策机制,生成并下发最优异构部署与迁移策略。
优选地,所述的方法还包括:
智融标识网络中性能感知的异构服务功能链部署与迁移和决策机制,将各网络组件建模为子智能体,各子智能体通过SDN控制器观察网络状态,通过INT技术实时获取细粒度的SFC状态信息,构建SFC动态信息库,子智能体制定部署决策,通过应用程序编程接口调用生成的迁移决策,异构部署后的配置反馈信息通过INT反映在其报告的性能指标中,各子智能体接收到此反馈信息后,修改策略以最大化期望的累积回报;
决策过程包括离线训练和在线决策两部分,离线训练部分采用深度强化学习,每个子智能体通过学习与环境的交互,根据ε-greedy策略选择并执行动作,以训练具有最佳性能的Q网络模型,在离线训练过程之后,将训练好的Q网络用于异构迁移决策,触发异构迁移操作的节点基于当前节点状态生成最优迁移决策。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明针对目前异构NFV网络环境中,应用场景复杂化、网络架构与底层网元多元化、服务功能设计单片化的特点,在基于容器与可编程P4交换机的异构NFV框架基础上,设计基于微服务的模块化异构服务功能链,从而优化异构SFC框架,实现异构网络资源多维融合,在相同资源限制与成本开销下,得到优于同构SFC的性能表现。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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为本发明实施例提供的一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法的实现原理图;
图2为本发明实施例提供的一种族群标识Fid的示意图;
图3为本发明实施例提供的一种Sinet_nsh服务功能链转发标识在数据包中的位置与字段定义示意图;
图4为本发明实施例提供的一种异构服务功能链的拓扑示意图;
图5为本发明实施例提供的一种基于性能感知的异构服务功能链部署与迁移机制示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明创造性地提出一种智融标识网络中异构服务功能链部署与迁移方法,以服务需求为导向,聚合网络功能特性,充分利用网络组件层处理能力,构建异构服务功能链,从而提高智融标识网络对不同业务类型与需求的支持能力。
本发明实施例基于智融标识网络设计了一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法,该方法的实现原理图如图1所示。图2为本发明实施例提供的一种族群标识Fid的示意图,具体标识实现为族群标识(Family Identity,FID)与族群转发标识Sinet_nsh。实体域的族群标识FID用来标识部署一条异构服务功能链所需要的族群,包括控制器族群(1)和编排器族群(2)。控制器族群包括Ryu(0000)、ONOS(0001)、Open DayLight(0010)、NOX(0011)、POX(0100)等。编排器族群包括K8S(0000)、openstack(0001)、dockerswarm(0010)等。
图3为本发明实施例提供的一种Sinet_nsh服务功能链转发标识在数据包中的位置与字段定义示意图,族群转发标识Sinet_nsh用来标识一条异构服务功能链的路径与其中的网络功能位置,其中字段定义如下:SPI(服务路径ID,Servic Path Id)字段用于指定异构服务功能链路径,SI(服务索引,Service Index)字段用于指定网络功能的位置,meta.nhop用于指示下一跳网络功能属性,meta.state用于传递上下文服务功能链状态信息。由于实际环境中存在大量Sinet_nsh无感知的网络功能,Sinet_nsh标识在异构SFC中经常存在大量的删除与添加操作,难以在其中携带上下文信息以标识VNF处理顺序。通过以上设计增添了meta.nhop与meta.state作为模块化VNF标识方式,一是该字段携带在数据包metadata中,不会被频繁重写,二则允许单一P4交换机运行并重用多个微服务,减少了资源开销。
本发明实施例需要在网关设备的Linux操作系统中安装BMv2虚拟交换机,通过编写p4程序实现多协议的相互转换和隧道的处理以及数据包的转发。P4(ProgrammingProtocol-Independent Packet Processors)是一种数据面的高级编程语言,通过P4语言可以实现对任意协议封装的报文进行处理,BMv2是支持P4编程的软件交换机。在本发明中,预先设计了动作匹配表,对数据包处理过程中所涉及到的动作匹配表如下表述。
图4为本发明实施例提供的一种异构服务功能链的拓扑示意图,下面基于图4所示的拓扑,介绍本发明实施例的智融标识网络中标识转发协议处理过程与部署迁移决策方法,包括如下五部分的处理步骤:
步骤S1、作用于智慧服务层与资源适配层,负责匹配用户数据包,根据用户需求匹配族群标识FID,并封装Sinet_nsh包头字段;
步骤S2、作用于网络组件层边缘网关,负责填写Sinet_nsh包头内容并将Sinet_nsh数据包传向网络功能节点,该步骤输入为族群标识FID,输出为Sinet_nsh包头内容;
步骤S3、作用于网络组件层转发交换节点,负责处理并转发服务功能链数据包,该步骤输入为Sinet_nsh标识,输出为下一跳网络功能节点地址;
步骤S4、作用于网络组件层转发交换节点,负责解封装Sinet_nsh数据包并结束服务功能链,该步骤输入为Sinet_nsh标识,输出为可解析的正常ipv4数据包。
步骤S5、作用于资源适配层控制器,包含异构服务功能链部署迁移决策机制,负责获取异构部署与迁移的决策生成与下发,该步骤输入为用户QoS与网络组件层的网络状态信息,输出为最优部署与迁移策略。
步骤S1具体包括:智融标识网络智慧服务层首先解析用户输入数据包,根据用户需求匹配族群标识FID,并根据族群标识FID将数据包交付给资源适配层相应族群。资源适配层控制器族群与编排器族群匹配FID并插入Sinet_nsh标识,向网络组件层输出包含族群标识FID与插入Sinet_nsh包头字段的数据包。
步骤S2具体包括:网络组件层中的边缘网关node1收到数据包,执行sinet_classifier表,该表根据控制器策略对内容为用户源IP、目的IP与FID的三元组输入数据进行匹配,执行sinet_encap动作填写Sinet_nsh包头并写入SPI(Service Path Id,服务路径id)、SI(Service Index,服务索引)等相关信息,并将封装好的Sinet_nsh包头的输出数据包传向下一跳网络功能节点node3或node5;若匹配不成功,则将数据包交付至控制器。
步骤S3具体包括:第一跳网络功能转发交换机节点如node3或node5收到封装Sinet_nsh包头的输入数据包,首先在ingress中执行sfc_forward表,匹配Sinet_nsh标识中的SPI、SI字段,并决定egress_port。可执行的匹配结果分为如下两部分:
1)若匹配结果指示本数据包所需网络功能为docker容器,则执行Sinet_decap动作,解封装Sinet_nsh包头并将正常的ipv4输出数据包传向容器mac地址,同时将meta.nhop与meta.state写入交换机metadata。此后容器收到数据包为可正常解析的ipv4数据包,进行网络功能处理并将处理后的数据包传回网络功能转发交换机,此时执行to_switch表,匹配ingress_port与meta.nhop,执行Sinet_encap动作封装Sinet_nsh标识并交付给下一跳网络功能转发交换机节点;
2)若匹配结果指示本数据包所需网络功能为可编程交换机,则将数据包传入egress并匹配meta.state执行相应网络功能处理,继续将包含下一跳地址的Sinet_nsh数据包交付给下一跳网络功能转发交换机节点。此后的网络功能转发交换机节点工作流程同第一跳。
步骤S4具体包括:最后一跳网络功能转发交换机节点node2收到数据包,在ingress中执行sfc_forward表,匹配Sinet_nsh标识中的SPI、SI字段,执行Sinet_decap动作,并将用户可解析的正常ipv4数据包发出。
步骤S5具体包括:根据设计的部署迁移机制获取最优部署迁移策略,图5为本发明实施例提供的一种基于性能感知的异构服务功能链部署与迁移机制示意图,具体处理过程包括:基于智融标识网络设计基于性能感知的异构服务功能链部署策略,采用深度强化学习机制。首先用户QoS与网络组件层的网络状态信息作为异构部署机制的输入,以获取预部署策略,检测所有预部署策略的约束条件,最后,输出最优部署策略,实现用户多样化需求的异构服务功能链适配,有效解决编排算法复杂度高、可扩展性差等问题。
基于性能感知的异构服务功能链部署机制将各网络组件建模为子智能体,将弹性控制问题建模为马尔可夫决策过程,包括离线训练和在线决策两部分,通过离线在离线过程中,每个子智能体通过学习与环境的交互,根据ε-greedy策略选择并执行动作。然后每个子代理获得足够多的实验性试验,以训练具有最佳性能的策略网络模型。当策略网络的性能足够好(即损失函数收敛)时,训练好的模型可以在线运行以解决弹性编排问题。对于在线决策过程,将系统状态建模为st,状态-动作值Q(st,at)生成并从中选择最大值。训练样本更多,训练好的模型具有更广阔的视野和更高的稳定性,但以牺牲训练时间为代价。训练好的模型是在具有足够多的数据的情况下,基于长期性能进行优化的,因此仅在准确性骤降时才需要对其进行重新训练。
在离线训练过程之后,训好的Q网络可用于自适应迁移决策。在每个时间槽t中,检查NodeList是否为空。如果NodeList不为空,则触发异构迁移操作,触发异构迁移操作的节点已有训好的Q网络基于状态st生成最优迁移决策。直到NodeList为空,异构迁移操作才结束。否则,将不执行任何异构迁移操作,并且网络状态保持不变。
异构服务功能链部署决策模块中,各子智能体通过SDN控制器中安装的NetworkObserver模块观察网络状态,该状态通过北向应用程序编程接口获得,此外,通过INT技术实时获取细粒度的SFC状态信息,并构建SFC动态信息库,精准感知SFC的状态变化,使制定迁移策略更加综合地考虑各方面资源。获取环境信息后,子智能体制定部署决策,并通过应用程序编程接口调用生成的迁移决策。更具体地说,将迁移策略交付给异构NFV控制器,路由策略交付给SDN控制器,旨在确保管理模块和基础架构层的解耦。异构部署后的配置将影响网络性能,该反馈信息反映在其报告的性能指标中。各子智能体从模拟中接收到此反馈信息后,能够以某种方式修改其策略,以最大化其期望的累积回报。多智能体可以在训练过程中通过反复试验来修改网络策略。
综上所述,本发明实施例立足现有网络架构与服务模式的固有缺陷,凝练现有网络“固态”、“僵化”,适配机制“单一”、“滞后”的科学问题,基于智融标识网络架构集成SDN和NFV,利用网络虚拟化和逻辑集中,通过构建异构服务功能链以提高服务功能链的传输性能,使智融标识网络能够承载海量业务的差异化服务需求,并能为用户提供更为可靠的QoS保证。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明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,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,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或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,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,可轻易想到的变化或替换,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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种智融标识网络中的异构服务功能链转发协议与方法,其特征在于,包括:
步骤S1、解析用户输入数据包,根据用户需求给所述数据包匹配族群标识FID,并封装族群转发标识Sinet_nsh包头字段,向网络组件层输出包含FID与Sinet_nsh包头字段的数据包;
步骤S2、网络组件层中的边缘网关根据Sinet_nsh数据包的用户源IP、目的IP和FID三元组输入数据填写Sinet_nsh包头内容,将封装了Sinet_nsh包头的数据包传输给网络组件层中的转发交换节点;
步骤S3、所述转发交换节点匹配Sinet_nsh包头中的下一跳网络功能属性和传递上下文服务功能链状态信息,进行异构网络功能处理并输出数据包的下一跳转发交换节点地址;
步骤S4、网络组件层中的最后一跳网络功能转发交换机节点收到数据包后,解封装Sinet_nsh数据包,将数据包转换为用户能够解析的ipv4数据包输出。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1具体包括:
智融标识网络中的智慧服务层解析用户输入数据包,根据用户需求匹配族群标识FID,并根据族群标识FID将数据包交付给智融标识网络中的资源适配层;资源适配层中的控制器族群与编排器族群匹配FID,在数据包中插入Sinet_nsh标识,封装Sinet_nsh包头字段,向网络组件层输出包含FID与Sinet_nsh包头字段的数据包。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述族群标识FID用来标识部署一条异构服务功能链所需要的族群,包括控制器族群和编排器族群,所述控制器族群包括Ryu(0000)、ONOS(0001)、Open DayLight(0010)、NOX(0011)和POX(0100),所述编排器族群包括K8S(0000)、openstack(0001)和docker swarm(0010)。
4.根据权利要求2或者3所述的方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:
网络组件层中的边缘网关接收到包含FID与Sinet_nsh包头字段的数据包后,提取Sinet_nsh包头字段中的用户源IP和目的IP,根据sinet_classifier表中的内容,该表对用户源IP、目的IP与FID的三元组输入数据进行匹配,在匹配成功后,执行sinet_encap,动作根据控制器策略在数据包中封装族群转发标识Sinet_nsh包头内容,将封装了Sinet_nsh包头的数据包传输给下一跳网络组件层中的转发交换节点;若匹配不成功,则将数据包交付至控制器。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述族群转发标识Sinet_nsh用来标识一条异构服务功能链的路径与其中的网络功能位置,Sinet_nsh包头内容中字段定义如下:SPI字段用于指定异构服务功能链路径,SI字段用于指定网络功能的位置,meta.nhop字段用于指示下一跳网络功能属性,meta.state字段用于传递上下文服务功能链状态信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:
网络组件层中的第一跳网络功能转发交换机节点收到封装了Sinet_nsh包头的数据包后,在ingress中执行sfc_forward表,该表匹配Sinet_nsh标识中的SPI、SI字段,并决定egress_port交换机出端口,执行的匹配结果包括如下两部分:
1)若匹配结果指示本数据包所需网络功能为docker容器,则执行Sinet_decap动作,解封装Sinet_nsh包头并将正常的ipv4输出数据包传向容器mac地址,将meta.nhop与meta.state写入交换机metadata,此后容器收到数据包为正常解析的ipv4数据包,进行网络功能处理并将处理后的数据包传回网络功能转发交换机,执行to_switch表,该表匹配ingress_port与meta.nhop,执行Sinet_encap动作封装Sinet_nsh标识并交付给下一跳网络功能转发交换机节点;
2)若匹配结果指示本数据包所需网络功能为可编程交换机,则将数据包传入egress,匹配meta.state执行相应网络功能处理,继续将包含下一跳地址的Sinet_nsh数据包交付给下一跳网络功能转发交换机节点,网络功能转发交换机节点工作流程同第一跳。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括:
网络组件层中的最后一跳网络功能转发交换机节点收到数据包后,在ingress中执行sfc_forward表,匹配Sinet_nsh标识中的SPI、SI字段,执行Sinet_decap动作,将数据包转换为用户能够解析的ipv4数据包输出,结束服务功能链。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括:
网络组件层中的资源适配层控制器根据输入的用户QoS与网络组件层的网络状态信息,执行异构服务功能链部署迁移决策机制,生成并下发最优异构部署与迁移策略。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括:
智融标识网络中性能感知的异构服务功能链部署与迁移和决策机制,将各网络组件建模为子智能体,各子智能体通过SDN控制器观察网络状态,通过INT技术实时获取细粒度的SFC状态信息,构建SFC动态信息库,子智能体制定部署决策,通过应用程序编程接口调用生成的迁移决策,异构部署后的配置反馈信息通过INT反映在其报告的性能指标中,各子智能体接收到此反馈信息后,修改策略以最大化期望的累积回报;
决策过程包括离线训练和在线决策两部分,离线训练部分采用深度强化学习,每个子智能体通过学习与环境的交互,根据ε-greedy策略选择并执行动作,以训练具有最佳性能的Q网络模型,在离线训练过程之后,将训练好的Q网络用于异构迁移决策,触发异构迁移操作的节点基于当前节点状态生成最优迁移决策。
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