基于网络流量汇聚性的VNF部署方法、装置及设备

    专利查询2026-02-12  1


    本技术涉及通信,尤其是涉及一种基于网络流量汇聚性的vnf部署方法、装置及设备。


    背景技术:

    1、网络功能虚拟化(network functions virtualization,nfv)是一种在虚拟化环境下实现网络功能的技术,通过将网络中的功能从专用硬件设备上虚拟化到普通的商品服务器上,可以显著提高网络灵活性和效率,降低网络成本。nfv技术在虚拟化环境下实现了网络功能,虚拟网络功能(virtual network functions,vnf)可以快速和轻松地部署、配置和修改,有助于提高网络组件的共享性和可重复利用性,并有利于实现快速的网络部署、动态的网络分配、简单的网络管理等。

    2、然而,现有大多数vnf部署算法并未从网络的拓扑结构特征出发,忽略了底层拓扑结构特征对部署结果的影响;而有些研究虽然使用了拓扑结构特征,但是并未很好的解决vnf部署中的网络拥塞和负载不平衡问题。


    技术实现思路

    1、本技术的目的在于提供一种基于网络流量汇聚性的vnf部署方法、装置及设备,以缓解了现有技术中存在的上述技术问题。

    2、第一方面,本发明提供一种基于网络流量汇聚性的vnf部署方法,方法包括:

    3、基于网络节点距离对底层物理网络进行分区处理,计算分区后对应的vnf部署候选节点集;

    4、获取待部署vnf节点的网络,将待部署vnf节点的网络中的每个网络节点依次作为源节点, vnf部署候选节点集中距离源节点最近的候选节点作为与源节点对应的目的节点,并基于每个源节点和对应的目的节点确定数据传输链路;

    5、计算数据包在每条数据传输链路传输完成后待部署vnf节点的网络中每个网络节点对应的给定目的节点集中介中心度,并基于给定目的节点集中介中心度确定vnf部署目标节点集,以基于vnf部署目标节点集进行vnf部署;其中,所述给定目的节点集中介中心度用于对网络流量汇聚性进行度量。

    6、在可选的实施方式中,基于网络节点距离对底层物理网络进行分区处理,计算分区后对应的vnf部署候选节点集,包括:

    7、随机选取底层物理网络中的一个网络节点作为第一初始聚类中心,计算底层物理网络中其他网络节点到第一初始聚类中心的网络节点距离,选取网络节点距离最大的网络节点作为下一初始聚类中心,重复该步骤确定多个初始聚类中心;

    8、基于初始聚类中心对底层物理网络进行分区处理,基于底层物理网络中的网络节点与分区区域中包含的初始聚类中心的距离将底层物理网络中的网络节点划分至相应的分区区域;

    9、计算每个分区区域中网络节点的接近中心度,并将分区区域中接近中心度最小的网络节点作为目标聚类中心;

    10、基于全部分区区域的目标聚类中心确定vnf部署候选节点集;其中,每个分区区域的目标聚类中心为当前分区区域的vnf部署候选节点,每个vnf部署候选节点对应一种候选部署方案。

    11、在可选的实施方式中,基于每个源节点和对应的目的节点确定多条数据传输链路,包括:

    12、通过源节点生成第一数据量的数据包,并将数据包发送至待部署vnf节点的网络;

    13、当数据包在待部署vnf节点的网络传输至当前节点,计算与当前节点相邻的所有网络节点与目的节点的网络节点距离,并将网络节点距离最小的网络节点作为当前节点的下一跳转发节点;

    14、当待部署vnf节点的网络中的所有数据包均到达目的节点时,基于源节点、多个下一跳转发节点和目的节点确定对应的数据传输链路;其中,不同的源节点对应有不同的数据传输链路,基于不同源节点、下一跳网络节点和目的节点确定多条数据传输链路。

    15、在可选的实施方式中,方法还包括:

    16、若同时包括两个或以上的下一跳转发节点,则对数据包进行加权处理:计算当前节点与目的节点之间的第一最短路条数,计算每个下一跳节点与目的节点之间的第二最短路条数,基于数据包的第一数据量、第一最短路条数和第二最短路条数对数据包进行加权处理,得到发送至下一跳网络节点的数据包的第二数据量;

    17、向每个下一跳转发节点发送加权后数据包。

    18、在可选的实施方式中,计算数据包在每条数据传输链路传输完成后待部署vnf节点的网络中每个网络节点对应的给定目的节点集中介中心度,包括:

    19、待部署vnf节点的网络中所产生的数据包每经过一个网络节点,将网络节点对应的给定目的节点集中介中心度增加预设单位;

    20、当待部署vnf节点的网络中的所有数据包均到达目的节点时,确定待部署vnf节点的网络中每个网络节点对应的给定目的节点集中介中心度。

    21、在可选的实施方式中,基于给定目的节点集中介中心度确定vnf部署目标节点集,包括:

    22、将给定目的节点集中介中心度满足预设部署条件的网络节点确定为当前候选部署方案的vnf部署节点;

    23、将多个候选部署方案中给定目的节点集中介中心度最小的vnf部署节点确定为vnf部署目标节点集。

    24、在可选的实施方式中,方法还包括:

    25、基于vnf部署目标节点集确定网络吞吐量上限。

    26、第二方面,本发明提供一种基于网络流量汇聚性的vnf部署装置,装置包括:

    27、部署候选模块,用于基于网络节点距离对底层物理网络进行分区处理,计算分区后对应的vnf部署候选节点集;

    28、网络流量传输模块,用于获取待部署vnf节点的网络,将待部署vnf节点的网络中的每个网络节点依次作为源节点, vnf部署候选节点集中距离源节点最近的候选节点作为与源节点对应的目的节点,并基于每个源节点和对应的目的节点确定数据传输链路;

    29、vnf部署模块,用于计算数据包在每条数据传输链路传输完成后待部署vnf节点的网络中每个网络节点对应的给定目的节点集中介中心度,并基于给定目的节点集中介中心度确定vnf部署目标节点集,以基于vnf部署目标节点集进行vnf部署;其中,所述给定目的节点集中介中心度用于对网络流量汇聚性进行度量。

    30、第三方面,本发明提供一种电子设备,包括处理器和存储器,存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令,处理器执行计算机可执行指令以实现前述实施方式任一项的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法。

    31、第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令在被处理器调用和执行时,计算机可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法。

    32、本技术提供的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法、装置及设备的有益效果如下:

    33、本技术通过将网络结构特征中的业务流量汇聚性引入vnf部署问题中,使用给定目的节点集的中介中心度度量网络中业务流量的汇聚性,获得接近网络吞吐量上限的部署结果,减轻某些瓶颈节点的流量聚集效应,减低节点上的流量负载,进而实现业务流量的均匀分布和负载均衡,同时降低网络整体排队时延,避免网络拥塞和中断;通过对传统的中介中心度进行改进,得到适用于vnf部署问题的给定目的节点集中介中心度,该给定目的节点集中介中心度用于对网络流量汇聚性进行度量。基于网络流量模拟的中介中心度(bc)的计算方法,可以在短时间内计算出vnf部署到网络中作为目的节点集的中介中心度(bc);此外,基于给定目的节点集的bc和网络分区算法,提出了vnf快速部署算法,可以在较短时间内得到接近网络吞吐量上限的vnf部署结果。


    技术特征:

    1.一种基于网络流量汇聚性的vnf部署方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法,其特征在于,基于网络节点距离对底层物理网络进行分区处理,计算分区后对应的vnf部署候选节点集,包括:

    3.根据权利要求1所述的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法,其特征在于,基于每个源节点和对应的目的节点确定多条数据传输链路,包括:

    4.根据权利要求3所述的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法,其特征在于,所述方法还包括:

    5.根据权利要求1所述的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法,其特征在于,计算数据包在每条数据传输链路传输完成后所述待部署vnf节点的网络中每个网络节点对应的给定目的节点集中介中心度,包括:

    6.根据权利要求5所述的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法,其特征在于,基于所述给定目的节点集中介中心度确定vnf部署目标节点集,包括:

    7.根据权利要求1所述的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法,其特征在于,所述方法还包括:

    8.一种基于网络流量汇聚性的vnf部署装置,其特征在于,所述装置包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令,所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法。

    10.一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计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时,计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的基于网络流量汇聚性的vnf部署方法。


    技术总结
    本申请提供了一种基于网络流量汇聚性的VNF部署方法、装置及设备,涉及通信技术领域,包括:基于网络节点距离对底层物理网络进行分区处理,计算VNF部署候选节点集;获取待部署VNF节点的网络,将待部署VNF节点的网络中的每个网络节点依次作为源节点,VNF部署候选节点集中距离源节点最近的候选节点作为与源节点对应的目的节点,并基于每个源节点和对应的目的节点确定数据传输链路;计算数据包在每条数据传输链路传输完成后待部署VNF节点的网络中每个网络节点对应的给定目的节点集中介中心度,并基于给定目的节点集中介中心度确定VNF部署目标节点集以进行VNF部署。本申请降低网络整体排队时延,避免网络拥塞和中断。

    技术研发人员:刘锋,杨俊涛,张智誉,张长江
    受保护的技术使用者:北京航空航天大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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