【摘要】：除了路由器和交換機等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,企業(yè)網(wǎng)和廣域網(wǎng)中還部署了大量的網(wǎng)絡(luò)功能型設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)功能型設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)安全類設(shè)備,如深度包檢測系統(tǒng)、入侵檢測系統(tǒng)、入侵防御系統(tǒng)、防火墻等;也包括網(wǎng)絡(luò)性能類設(shè)備,如負載均衡器、廣域網(wǎng)加速器等。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以專用硬件的方式來部署網(wǎng)絡(luò)功能,開放性和通用性差、靈活性低、難以統(tǒng)一管理運營、更新?lián)Q代成本高。而基于高速發(fā)展的云計算和虛擬化等技術(shù),網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)(NFV)一經(jīng)提出便受到大量關(guān)注,在最新的5G技術(shù)中也有實踐。NFV技術(shù)是指在通用硬件之上以軟件的方式部署虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)。數(shù)據(jù)中心的通用服務(wù)器具有實例化和運行任意網(wǎng)絡(luò)功能的能力,有巨大的靈活性,但也給VNF管理和編排帶來了巨大挑戰(zhàn)。根據(jù)用戶業(yè)務(wù)不同,用戶流量需要依次經(jīng)過不同的VNF處理,每條用戶流量關(guān)聯(lián)一條由VNF組成的服務(wù)功能鏈(SFC)。突發(fā)性的流量增長會增加VNF實例(VNFI)的工作負載,服務(wù)器需要向VNFI提供額外資源以支持突發(fā)流量。針對不同的用戶業(yè)務(wù),用戶流量突發(fā)的概率不同,增加幅度也不同�；谶@些特點,本文設(shè)計并實現(xiàn)了可擴展VNF放置算法,提高了服務(wù)器對突發(fā)流量的承受能力,降低了請求未滿足率。本文先定義服務(wù)器的縱向擴展性�；谠摱攘恐笜�,提出通用的可擴展VNF放置問題,并歸納為數(shù)學模型。通過向最優(yōu)分區(qū)問題歸約,證明了該問題是NP難問題。受貪心、分治和二分圖匹配等算法思想和數(shù)學理論啟發(fā),本文設(shè)計并實現(xiàn)了啟發(fā)式VNF放置算法sVNFP和sVNFP-adv,前者以可擴展性為目標,后者則兼顧流量路由距離。本文還設(shè)計并實現(xiàn)了NFVSimu系統(tǒng),包括算法、壓力測試和分析等模塊,利用該系統(tǒng)設(shè)計實驗對算法的效果進行評估。結(jié)果表明,與CLBP算法相比,sVNFP算法能降低30%請求未滿足率,sVNFP-adv算法能降低28%請求未滿足率并相對sVNFP算法縮短了一半流量路由距離。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.0
【圖文】：

圖２－２邋ＮＦＶ架構(gòu)逡逑兀管理系統(tǒng)（Ｅｌｅｍｅｎｔ邋Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ邋Ｓｙｓｔｅｍ，邋ＥＭＳ）和邋ＶＮＶ邋±或，其中ＥＭＳ負責管理ＶＮＦ，從安裝和配置開始，到再到性能、安全和記賬。ＶＮＦ以軟件的方式部署在ＮＦＶａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＮＦＶＩ）之上。逡逑ＦＶＩ。ＮＦＶＩ為ＶＮＦ提供虛擬計算、虛擬網(wǎng)絡(luò)和虛擬存儲署ＶＮＦ的基礎(chǔ)環(huán)境。ＮＦＶＩ通常利用云計算技術(shù)構(gòu)建，如邋ａｓ邋ａ邋Ｓｅｒｖｉｃｅ，ＮａａＳ）和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ａｓ邋ａＦＶＩ自上而下分為虛擬資源層、虛擬層和硬件資源層。虛兩層，它的典型的方案有容器（Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）和虛擬機監(jiān)視器（ｅｒｖｉｓｏｒ方案是一項較成熟的虛擬機技術(shù)，它的優(yōu)點是配置強，兼容性好，虛擬機支持復制和離線遷移；它的缺點是消且由于虛擬層的存在，系統(tǒng)的性能會有較大損失，啟動速案又稱為容器技術(shù)，是一項更加新興的技術(shù)，它基于內(nèi)核級共享內(nèi)存等資源來減小虛擬化的開銷，實現(xiàn)更快的啟動速度

圖２－３邋ＮＦＶ研究熱點問題的四象限分類逡逑如圖（２－３），本文先定義和劃分四個象限

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本文編號：2719058