【摘要】：網(wǎng)絡功能虛擬化(Network Function Virtualization,NFV)作為解決電信運營商網(wǎng)絡資源利用率低,部署業(yè)務不夠靈活的新技術,受到了業(yè)界的廣泛關注和研究。NFV以軟件的方式實現(xiàn)了網(wǎng)絡中的部分服務功能,達到了網(wǎng)絡中服務功能與底層硬件資源的解耦,以及在通用的硬件平臺上靈活部署服務功能的目的。NFV給當前網(wǎng)絡帶來便利的同時,由于服務功能與底層資源之間對應關系的不確定性、底層資源動態(tài)分配等因素,導致當前網(wǎng)絡的故障定位面臨新的挑戰(zhàn)。服務功能鏈是由網(wǎng)絡中的服務功能按照一定的順序連接起來組成的。NFV網(wǎng)絡環(huán)境下,與服務功能直接相連的節(jié)點被稱為服務功能轉發(fā)節(jié)點,轉發(fā)節(jié)點之間相互連接實現(xiàn)服務功能之間的通信。因此NFV網(wǎng)絡環(huán)境中服務功能鏈的故障診斷,也就是定位可能發(fā)生故障的服務功能、服務功能轉發(fā)節(jié)點和節(jié)點之間的鏈路。故障診斷分為兩個階段:故障探測階段和故障定位階段。故障探測階段的主要研究是如何利用最小的網(wǎng)絡探測開銷,快速的探測到網(wǎng)絡中可能存在故障的服務功能鏈。故障定位階段的目的是如何根據(jù)探測階段有限的故障探測結果,精確地定位故障發(fā)生的根源。綜上所述,主要的研究內容包括:(1)提出一種最小流的主動探測方法。該方法的目標是在故障探測階段,以最小的網(wǎng)絡探測開銷,快速地定位哪些探測路徑上發(fā)生了故障。該方法首先根據(jù)當前網(wǎng)絡中服務功能的連接關系尋找探測站點,并以該探測站點為起點計算探測路徑。探測路徑集合能夠覆蓋服務功能鏈中的所有服務功能和虛擬鏈路,而且探測路徑之間的虛擬鏈路不重復,按照計算的探測路徑主動發(fā)送探測包,便實現(xiàn)了以最小的探測開銷快速定位哪條鏈路發(fā)生故障。(2)提出一種分層以及分類的故障定位算法。依據(jù)NFV網(wǎng)絡結構特點,將服務功能鏈分為服務功能層和服務功能轉發(fā)層。依據(jù)故障癥狀的不同,將NFV網(wǎng)絡中的故障分為服務可用性故障和服務質量劣化故障。首先,本文在服務功能層分別定位可能發(fā)生兩類故障的服務功能和連接服務功能的虛擬鏈路,然后根據(jù)服務功能層和服務功能轉發(fā)層之間的對應關系,將服務功能層可能故障的節(jié)點和虛擬鏈路映射到服務功能轉發(fā)層;最后根據(jù)節(jié)點和鏈路的故障概率定位兩類故障的根源。針對NFV場景下較為突出的服務質量劣化故障,本文參考IETF規(guī)范設計網(wǎng)絡服務包頭字段,實現(xiàn)在服務功能層精確定位質量劣化故障的位置。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP393.0
【圖文】：

｜物理網(wǎng)絡元素邐側鏈路y,物理網(wǎng)絡端口逡逑圖２－２虛擬網(wǎng)絡功能轉發(fā)圖逡逑圖２．２呈現(xiàn)的是一條線性的單向的服務功能鏈的物理視圖，但真正網(wǎng)絡中的逡逑服務功能鏈可能是有分支結構而且可能是雙向的。圖２．３中展示了網(wǎng)絡中３種不逡逑同類型的單向服務功能鏈，該圖中僅表示服務功能之間的連接關系，并沒有具體逡逑展示與服務功能相連的交換機。其中，ＳＦＱ有分支結構并且起點相同而終點不逡逑同，ＳＦＣ２有分支結構且由同一起點出發(fā)并終止于同一終點，而ＳＦＣ３沒有分支結逡逑構。逡逑－＾／ｓＦ４）邐＾ＳＦ＾）逡逑ＳＦＣ：＂邋？—Ｏ—＃擔蓿埃]3?Ｗ邋邐｛ｓＦ＾邐逡逑圖２．３服務功能鏈逡逑２．２服務功能鏈中故障診斷相關概念逡逑１０逡逑

邐北京郵電大學工學碩士學位論文邐逡逑ＳＦ４同樣在收到探測包后，將自己的標識字段加入探測包頭中，并分別發(fā)送給服逡逑務功能鏈的起始服務功能和終止服務功能。由上可知，探測服務功能鏈探測包逡逑ＳＦＣ１被轉發(fā)的次數(shù)為１６次。按照服務功能鏈發(fā)送探測探測包，則探測服務功能逡逑鏈ＳＦＣ１需要分別從ＳＦ１向ＳＦ６和ＳＦ９發(fā)送探測包，探測包被轉發(fā)的次數(shù)為７逡逑次，其中ＳＦ１到ＳＦ２以及ＳＦ２到ＳＦ３之間的鏈路被探測了兩次；而且在探測服逡逑務功能鏈ＳＦＣ２時，ＳＦ４到ＳＦ６的虛擬鏈路也被重復探測了，同樣在探測ＳＦＣ３逡逑時，ＳＦ３到ＳＦ９之間的虛擬鏈路也被重復探測了，這都會造成額外的網(wǎng)絡帶寬和逡逑計算資源的消耗。逡逑

邐（Ｂ）逡逑圖３－５不同服務功能鏈條數(shù)下三種算法評估指標對比圖逡逑從圖３－５的（Ａ）圖中可以看出，隨著服務功能鏈條數(shù)的增加，ＦＭＭ、ＰＬＭ逡逑和本文提出的ＦＤＭ方法部署的探測站點的數(shù)目都逐漸增加。ＦＭＭ和ＰＬＭ方逡逑法由于都是將服務功能鏈的首個服務功能部署為探測站點，故二者部署探測站點逡逑數(shù)目相同，探測站點的數(shù)目不超過服務功能鏈的條數(shù)；而本文提出的方法計算的逡逑探測路徑為服務功能鏈的子集，因此故障探測站點的數(shù)目略多于現(xiàn)有的兩種方法，逡逑但是隨著服務功能鏈條數(shù)的增加，兩者之間的差距也在逐漸縮小，因為隨著服務逡逑功能鏈條數(shù)的增加，服務功能鏈間共用的虛擬鏈路也會增多，因此再部署新的服逡逑務功能鏈時，可能已有的探測站點就能夠完全探測該條服務功能鏈。逡逑主動探測的開銷主要是探測包對網(wǎng)絡上鏈路帶寬的占用，因此本文以一次完逡逑整的網(wǎng)絡故障探測中探測包被轉發(fā)的次數(shù)來代指主動探測的開銷。從圖３－５的（Ｂ）逡逑圖中可以看出

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本文編號：2747796