網絡功能虛擬化(Network Function Virtualization,NFV)作為下一代互聯網的關鍵技術之一,是解決傳統網絡瓶頸的重要方式。NFV把網絡功能和運行其的物理網絡設備解耦,把網絡功能放到通用服務器上運行。NFV的主要理念是利用虛擬化技術來設計,部署和管理定制的網絡服務。NFV實現過程中的主要挑戰之一是把網絡硬件設備的資源分配給請求的網絡服務的問題,本文重點解決NFV資源分配問題的第二階段,即NFV的部署問題。因為可用性是服務等級協議中的關鍵指標之一,所以本文研究可靠NFV部署問題,利用備份來保證網絡的可用性。本文針對可靠NFV部署問題進行了深入地研究。總結了可靠NFV部署問題的相關工作,對影響可靠NFV部署問題的關鍵因素進行了分析。現有工作大部分假設虛擬網絡功能需要部署到不同的服務器上。本文將多個虛擬網絡功能部署到同一個服務器的現象稱為虛擬網絡功能重合。本文既考慮了不允許重合時如何進行高效可靠的部署,也考慮了允許重合時如何進行部署。具體來說,在假設虛擬網絡功能不能部署到同一個服務器的時候,研究虛擬網絡功能的多樣性和服務器的多樣性對可靠NFV部署的影響,提出一種新的機制來量化虛擬網絡功能的多樣性和服務器的多樣性。在部署中利用它們的多樣性來提升解決可靠NFV部署問題的效率,將可靠NFV部署問題建模為非線性0-1規劃模型,并提出一個啟發式算法。在假設虛擬網絡功能可以部署到相同的服務器的時候,研究在可靠NFV部署問題中允許重合的影響,包括允許重合對可用性,鏈路資源消耗和網絡中依賴關系的影響。分析了允許重合的挑戰,包括重合的一些限制,提出了允許重合時虛擬網絡功能之間鏈路連接的規則和服務鏈可用性計算的方法。然后提出了允許重合時部署問題的非線性0-1規劃模型和啟發式算法,在保證可用性約束的條件下減小部署的資源消耗。最后,本文用提出的算法和現有工作做了對比實驗,實驗結果表明本文提出的算法能夠較大程度上提升NFV的可用性和部署的資源利用率。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP393.01
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國內外研究歷史與現狀
        1.2.1 部署問題的研究
        1.2.2 網絡可用性的研究
        1.2.3 可靠NFV部署問題相關的研究
    1.3 本文的研究目標和內容
    1.4 本文的主要貢獻與創新
    1.5 本論文的結構安排
第二章 NFV部署問題的分析
    2.1 NFV中的資源分配問題
    2.2 NFV的部署問題的定義
    2.3 NFV部署問題和其他部署問題的區別
    2.4 NFV部署問題的方法和評價指標
    2.5 可靠NFV部署問題
        2.5.1 可用性的定義和網絡出錯的原因
        2.5.2 提升可用性的方法
    2.6 本章小節
第三章 非可重合的可靠NFV部署問題的研究
    3.1 虛擬網絡功能和服務器的多樣性對該部署問題的影響
        3.1.1 問題假設
        3.1.2 虛擬網絡功能對部署的影響
        3.1.3 服務器對部署的影響
    3.2 非可重合的可靠NFV部署模型
        3.2.1 服務鏈的可用性
        3.2.2 模型的優化目標
        3.2.3 模型的約束條件
    3.3 非可重合的可靠NFV部署算法
        3.3.1 更新虛擬網絡功能的可用性要求
        3.3.2 部署虛擬網絡功能
        3.3.3 部署虛擬網絡鏈路
    3.4 本章小節
第四章 可重合的可靠NFV部署問題的研究
    4.1 虛擬網絡功能重合的優點
        4.1.1 提升可用性
        4.1.2 減少鏈路資源消耗
        4.1.3 減少服務鏈的互相依賴
    4.2 允許虛擬網絡功能重合的難點
        4.2.1 虛擬節點重合的情況分析
        4.2.2 鏈路設計
        4.2.3 服務鏈的可用性計算
    4.3 可重合的可靠NFV部署模型
        4.3.1 模型的優化目標
        4.3.2 模型的約束條件
    4.4 可重合的可靠NFV部署算法
    4.5 本章小節
第五章 實驗測試與結果分析
    5.1 非可重合的可靠NFV部署算法評價
        5.1.1 對比算法
        5.1.2 參數設計
        5.1.3 實驗結果及分析
    5.2 可重合的可靠NFV部署算法評價
        5.2.1 對比算法
        5.2.2 參數設計
        5.2.3 實驗結果及分析
    5.3 本章小節
第六章 全文總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果

【相似文獻】

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本文編號：2892637