基于资源感知的多域服务功能链编排成本优化

网络功能虚拟化技术的兴起使得实例化为服务功能链(SFC)的网络服务能够共享基底网络,缓解了传统网络体系结构僵化的问题.然而,网络中大量服务请求给多域SFC编排带来了新的挑战.首先由于域内网络资源信息及内部策略的保密性,使得多域SFC的编排更为复杂.其次多域SFC编排要确定最佳候选编排域集,先前的研究较少考虑域间负载的均衡性,对服务接受率造成了消极影响.此外跨网络域编排服务请求对服务的成本和响应时间提出了更严格的要求.为解决上述挑战,在本文中,我们首先针对多域网络隐私性需求,提出了域级图的构造方法;然后基于域间负载均衡提出了域权重的计算方法进行SFC编排域的选择;最后,针对多域网络成本和响应时间需求,提出编排算法.实验结果表明,提出的算法有效地权衡了平均服务成本和接受率,并且在服务平均响应时间方面也得到了优化.     

多域光网络控制平面互通技术的解决方案

为了提供跨越多域的动态的端到端的业务,对多域光网络控制平面的互通技术进行了研究。根据国际标准化组织的研究,分析了多域光网络控制平面互通技术的研究现状,并介绍了多域光网络的控制平面的分类方法及控制平面互通的需求分析。最后结合控制平面互通的需求分析,给出了几种互通技术的解决方案。分析结果表明,这些方案可以实现不同网络域的控制平面的互通操作。     

面向组播的动态虚拟网络功能放置算法

组播在支持日益增长的多媒体应用方面具有广阔的应用前景，面向组播的虚拟网络功能放置是网络功能虚拟化中不可避免的研究趋势.然而，对于该问题的大多数研究都聚焦于静态网络环境，难以应对网络中的各种资源随着时间动态变化，组播服务功能链（Service Function Chaining,SFC）请求动态到达的真实场景.本文提出一种基于组播SFC请求预测的足球联赛竞争算法，以Informer模型为基础，预测即将到达的组播SFC请求.基于足球联赛竞争的组播虚拟网络功能放置算法，设计多维个体编码策略，一次性求解所有活动组播组的SFC映射方案，提前部署预测的请求.针对预测结果与真实结果不一致的情况，提出一种由正向搜索与反向搜索组成的快速修复策略以完成对请求的快速响应.仿真结果表明，对比其它两种预测模型，Informer在组播SFC请求预测上取得了更低的均方误差与平均绝对误差.此外，与七种经典的启发式算法和深度强化学习算法相比，提出的算法在端到端时延和计算资源消耗方面达到更优性能的同时，取得了更低的组播SFC请求响应时间.     

基于深度强化学习的服务功能链跨域映射算法

在域内部分信息隔离场景下,针对SFC映射对传输时延和资源开销的影响,提出一种基于深度强化学习的服务功能链跨域映射算法.首先提出一个集中式编排架构,在此架构下上层控制器利用全网格聚合技术来构建抽象拓扑,降低域间映射复杂度;其次将SFC请求分割问题建模为马尔可夫决策过程,使得虚拟网络功能均衡地分配到各个域中;最后以域间传输时延以及映射资源开销为奖励函数构建深度强化学习网络,通过训练完成域间映射,如果域内映射失败则采用反馈机制提高SFC请求接受率.仿真结果表明,该算法有效地减小了传输时延和资源开销,同时提高了请求接受率.     

基于VNF实例共享的服务功能链部署算法

针对服务功能链(SFC)部署过程中存在虚拟网络功能(VNF)实例部署成本和转发路径成本难以权衡的问题,提出了基于VNF实例共享的SFC部署算法。首先针对多链SFC建立VNF和虚拟链路映射模型,并预估路径部署长度上限,保证SFC时延需求;其次,在路径部署长度限制范围内,尽可能使VNF实例共享最大化,以平衡链路转发成本和VNF部署成本,最终得到SFC部署策略。与已有的SPH(shortest path heuristic)和GUS(greedy on used server)部署算法相比,所提算法所得的总运营成本分别降低6.6%和12.15%,且当SFC数量增多时,该算法的服务接受率可达89.33%。仿真实验结果表明,提出算法可以在保证用户服务质量的同时有效降低SFC部署成本。     

服务功能链的跨域部署算法

针对以往的服务功能链(service function chain, SFC)跨域部署算法很容易导致多域网络负载失衡及能耗过多的问题，提出一种分布式跨域部署算法。基于域网络的资源剩余量及不同类型的虚拟网络功能(virtual network function, VNF)资源需求量完成SFC的划分，综合考虑单域网络负载均衡及能耗，完成SFC子链在单域网络的部署。仿真结果表明，相较于基准算法，基于该算法进行SFC的跨域部署可以获得更好的负载均衡效果，负载均衡度低至0.3%,同时能耗降低了0.5%～14.7%,更加贴合实际的应用需求。     

基于多种性能约束的光突发交换网络动态组装算法

在综合分析光突发交换网络中组装算法对控制平面处理时延、数据平面资源利用效率和数据平面突发丢失率等多种性能指标的影响的基础上,提出了一种能够同时满足多种网络性能指标约束的边缘节点动态组装算法。该算法根据全网目标性能指标的约束,动态调整组装输出的突发长度和突发时间门限,从而实现同时满足全网链路资源利用率和控制平面突发丢失概率的双重性能约束。     

天地一体化智能网络流量实时分类

天地一体化智能网络规模大,环境复杂,网络中流量业务类型繁多且流量具有突发性.本文结合Spark大数据分布式平台,根据流量的特点设计了SFFS-FCBF-C4.5(简称SFC)决策树分类模型,实现了大规模网络下流量的实时分类,以保障网络中资源的合理分配和利用.SFC算法是在C4.5决策树算法的基础上结合了改进后的快速相关滤波算法(Fast Correlation-Based Filter Solution, FCBF)和连续型属性值离散化算法,可以在有效去除冗余特征和降低模型复杂度的同时,提高模型分类的速度和准确率.仿真结果表明,SFC决策树分类模型相比传统的流量分类模型具有较好的稳定性和较高的准确率,可以很好的适应复杂多变的网络环境.同时,Spark大数据分布式平台的应用大幅度提高了大规模网络下流量分类的速度,能够对海量流量进行实时分类.     

软件定义网络控制平面的研究综述

软件定义网络(Software-defined network,SDN)作为一种新兴的网络范式,通过解耦控制平面与数据转发平面,集中控制并且聚集全网视图,在控制平面与数据平面建立开放接口,启用外部应用使得网络具有可编程性,从而弥补当前网络架构所存在的不足与限制。其中,控制器作为SDN中重要的组成部分,成为了研究的热点。针对软件定义网络控制平面控制器的研究,首先总结了当前SDN控制平面控制器技术发展的现状并对其进行归类;其次着重分析了当前控制器存在的一致性、可扩展性、负载均衡等一系列问题;最后探讨了软件定义网络技术未来的研究发展方向及趋势。     

面向并发业务的卫星网络服务功能链优化算法

在空间信息网络中,卫星硬件在线升级难度大且并发业务数量多,导致现有服务功能链（SFC）映射算法的服务请求接收率降低且资源开销过大。利用流量缩放因子与虚拟网络功能间的依附关系构建SFC,以最小化处理请求时延与总资源消耗为目标,提出一种空间信息网络SFC映射算法。通过调整预测函数的权值来控制搜索范围,从而获得全局最优的快速映射方案,有效解决节点随机失效问题。仿真结果表明,与OMD算法相比,该算法在较高的并发服务请求下可使处理请求时延和总资源消耗平均降低19%和6%。     

SDN架构及应用分析

SDN相对于传统网络具有极大的优点,它将网络的控制平面与数据转发平面进行分离,并实现可编程化控制。作为一种新型的网络架构技术,SDN逐渐成为学术界和产业界的研究热点。从SDN的基本概念和关键技术出发,进而研究SDN的基础架构和Open Flow架构,并对SDN的应用前景进行简要的分析。     

网络功能虚拟化下服务功能链的资源管理研究综述

伴随着云计算,软件定义网络和网络功能虚拟化等网络新技术的出现,未来网络运维向着虚拟化、智能化的方向不断迈进.网络功能虚拟化提供了一种服务节点虚拟化的方法,它采用通用服务器替代传统网络中的专用中间件,可以大大降低网络运营商的建设和运营成本,提升网络管理的灵活性和可扩展性.由于网络端到端服务通常需要不同的服务功能,采用虚拟...     

基于SDWN的负载感知终端多点关联方案研究

软件定义无线网络（SDWN）是一种控制与转发分离的无线网络架构。该架构可以快速获取全局拓扑并且其可编程性结合资源虚拟化技术可以对网络接入进行动态控制。针对现有WLAN网络接入负载不均衡问题及移动终端与AP硬关联导致的切换速度较慢的问题,基于SDWN架构提出了一种负载感知终端多点关联方案。该方案对SDWN网络架构下的终端接入算法进行改进,采用多点关联技术,即终端在感知AP负载数据后,可关联多个虚拟AP,达到动态分流并提高网络吞吐量的目的。最后在SDWN的开源Odin平台上验证了方案的可行性,实验表明相比无缝切换至另一AP,此方案可改变原有终端与AP接入一一对应的接入关系,根据AP负载动态接入,可有效提升网络吞吐量。     

基于深度强化学习的服务功能链映射算法

针对服务功能链映射对网络时延和部署失败率的影响,提出了一种基于深度强化学习的服务功能链映射算法DQN-SFC。首先构建了一个多层次NFV管理编排架构,以满足算法对资源感知和设备配置的需求;然后基于马尔可夫决策过程建模,对SFC映射问题进行形式化描述;最后构建了一个深度强化学习网络,将网络平均时延和部署失败产生的运维开销作为奖惩反馈,经过训练后可根据网络状态决定虚拟网络功能的部署位置。通过仿真实验,对该算法的正确性和性能优势进行了验证。实验表明：与传统算法相比,该算法能有效降低网络平均时延和部署失败率,同时算法运行时间具有一定优势。     

一种基于MPLS保证每流服务质量的方法

分析了当前网络中保证服务质量的机制,针对目前MPLS本身的服务质量只支持区分服务的现状,提出将动态分组状态模型用于MPLS的方法,通过将状态信息封装在MPLS分组的二层标签中,使核心网络在不需保存每流状态的情况下提供基于每流的服务质量,详细阐述了该方案的总体结构、数据平面和控制平面等,并通过在ns中模拟分析对该方案进行了验证。     

Dynamic and fair resource allocation in a distributed ring-based WDM-PON architectures

The overall objective of this paper is to propose and devise a dynamic and fair resource allocation technique in a ring-based WDM-PON architecture with truly shared LAN capabilities among end-users. A new distributed control plane is developed for this architecture that enables intercommunication among the ONUs, as well as signaling and scheduling procedures that operate in a distributed manner. To cope with the unpredictable users’ behavior and bandwidth demands, which shift both in time and place in such a networking environment, supported by the devised control plane, a distributed and efficient network resource allocation and sharing strategy is developed allowing for efficient dynamic allocation and sharing of overall downstream, upstream, and LAN network resources by adaptively adjusting them to the offered load. Performance results concerning link throughput and delay are presented, validating that the proposed methodology can meet the capacity requirements of the dynamic and highly fluctuant traffic pattern of the emerging multimedia applications and services. Specifically, the simulation results clearly show the effectiveness of the proposed shared wavelength strategy as the downstream/upstream network throughput is almost equal to the ideal theoretical throughput.     

主动网络技术研究综述

主动网络是一种新型的网络体系结构。首先介绍了传统网络存在的弊端引入了主动网络技术,对主动网络的体系结构做了分析研究,举例说明了主动网络在动态控制方面的应用,分析了其存在的优势。     

一种基于MPLS保证每流服务质量的方法*

分析了当前网络中保证服务质量的机制,针对目前MPLS本身的服务质量只支持区分服务的现状,提出将动态分组状态模型用于MPLS的方法,通过将状态信息封装在MPLS分组的二层标签中,使核心网络在不需保存每流状态的情况下提供基于每流的服务质量。详细阐述了该方案的总体结构、数据平面和控制平面等,并通过在NS中模拟分析对该方案进行了验证。