數據中心網絡中服務功能鏈的部署與路由.pdf

1、當今數據中心部署了大量的服務器和網絡設備，用以提供多種多樣的網絡服務功能（防火墻、內容緩存、廣域網加速器等）和充分的網絡連接。數據中心中大多數流量為多個服務功能體所處理，從而構成了傳統(tǒng)網絡服務鏈。傳統(tǒng)網絡服務鏈存在者一些缺點如網絡設備之間的耦合性大、數據包轉發(fā)效率低下、網絡設備無法池化和擴展性差等。網絡功能虛擬化(Network Function Virtualization，NFV)使得傳統(tǒng)以硬件設備存在的網絡功能可以以軟件的形式大量

2、部署在標準服務器上，服務功能體(Service Function，SF)可以動態(tài)創(chuàng)建，可靈活擴展;軟件定義網絡（Software Defined Networking，SDN）可以通過集中控制，使得控制器生成能夠自動形成業(yè)務功能鏈的流表。基于SDN和NFV的功能鏈被稱作服務功能鏈(Service Function Chain，SFC)。
　　本文主要研究工作如下:
　　(1)針對數據中心中基于能量感知的服務功能體部署問題，我

3、們提出了一個新的服務功能體部署算法Merge-RD。首先針對該問題我們構建了相應的系統(tǒng)模型，并給出服務器和交換機設備的功耗模型，然后將基于能量感知的服務功能體部署問題建成一個0-1整數規(guī)劃。此外我們定義了一個新的指標“關聯度(Relation Degree，RD)”來衡量服務功能體間的流量強度和關系。然后我們提出的能耗感知算法Merge-RD將部署分成了兩部分，包括服務功能體映射和鏈路映射。最后仿真結果顯示算法Merge-RD在能耗和延

4、時方面優(yōu)于一些現有的部署算法，其相應的包交付率也有一定保證。
　　(2)針對數據中心中服務功能體調度和服務功能鏈路由問題，我們使用啟發(fā)式算法來解決。首先針對該問題我們構建了相應的系統(tǒng)模型，并給出功能體實例調度模型和服務功能鏈路由模型，然后將服務功能體調度和服務功能鏈路由問題建成一個優(yōu)化問題。我們采用量子遺傳算法(QGA)來同時執(zhí)行服務功能體調度和服務功能鏈路由。最后，仿真結果顯示我們的工作獲得了較好的包交付率和延時分布，以及較為滿