一種服務可持續的網路功能延服務功能鏈遷移的動態資源分配方法
寫在前面,本文為 Autonomic resource arbitration and service-continuable network function migration along service function chain 學習筆記,為對NFV感興趣的小夥伴提供參考和創新的靈感
1. 概念準備
背景: 所述方法是基於SDN/NFV網路的。首先,明確服務功能鏈的構建部署問題落到實處(本質上)就是資源分配的問題,所以本文討論一種基於SDN/NFV網路的動態資源分配方法。這種方法儘可能的僅通過虛擬網路功能延服務功能鏈進行遷移的方式來進行動態資源分配以避免底層資料平面的路由的重新規劃,以此來降低資源配置成本,即不必重新配置物理交換機。
服務功能鏈(service function chains,SFC) 是在一虛擬網路上的一組鏈式有序網路功能(network function,NF),在指定路由上進行資料包傳輸。SFC使網路執行商和基礎設施提供商能夠在軟體定義的虛擬網路上的各個位置靈活地協調虛擬網路功能。 NFs可以包括防火牆、深度包檢測(DPI)、網路地址轉換(NAT)、內容快取、多媒體轉碼等。
2. 資源自動分配遷移流程圖
其中,(ii)-1:RAV resource arbitration among VNs in a node
一個節點內的VN間資源仲裁。基礎設施提供商在一個物理節點內,通過減少分配給低資源利用率VN所在的虛擬伺服器的
高資源利用率VN所在的虛擬伺服器
的方式來降低該節點出現CPU-saturation的次數,如下圖所示。
(ii)-2 SMN service-continuable NF migration among nodes in a VN
服務可持續的在VN內的節點間的NF遷移。如果一個VN在進行RAV後仍處於CPU-saturation狀態,便在SFC 上,將其資源及相關NF從原始節點遷移至路徑上的另外節點,如下圖所示。
NOTE:
- NFs被分為無狀態(防火牆、DPI等)與有狀態(會話初始化協議等)兩種。基礎設施提供商可以遷移無狀態的NF,而相關虛擬網路運營商決定是否遷移有狀態的NF。因為SFC是一組鏈式有序的NF集合,所以NF遷移的候選目標節點存在約束。
- 如果目標節點沒有足夠的可傳輸資源供所遷移的NF使用,SMN將不會被執行。
3. 資源調整過程中遵循的原則
定義節點的四種狀態:
其中, uxy(t) 表示 t 時刻,y 節點的VNx 所用CPU資源量
axy(t) 表示 t 時刻,y 節點的VNx 所分配的CPU資源量
pxy(q(t)) 表示 t 時刻,y 節點的VNx 為滿足q 級QoS要求所需的邊界值,等價於p(q),因為僅有等級q 有關 –>體現QoS的差異性帶來的資源分配的差異
所以,資源調整量為:
選擇降低低資源利用率的VN 的CPU資源,所遵循的原則: 首先被選擇的是低QoS要求的VN ,再來是中等等級的QoS要求,最後是具有高等級的QoS要求VN,且每個QoS等級中,具有最大可傳輸資源的VN被首先選擇–>體現了檢索過程中QoS要求具有比資源量更高的優先順序,這麼做的目的是為了降低調整的次數