CN111147538A - 服务功能链路径选择方法与*** - Google Patents

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Abstract

一种服务功能链路径选择方法，包括下列步骤：接收调度请求，该调度请求用以调度服务功能路径；以及当接收到该调度请求，调度一组复数服务功能，并设定该组复数服务功能为调度服务功能链，其中该调度服务功能链是根据一群服务功能转发器的工作负载而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联并根据布署的多个服务功能链的服务功能链历史确认多个服务功能安排规则。本发明还提供一种服务功能链路径选择***，可优化封包的传送路径以提升网络效能。

Description

服务功能链路径选择方法与***
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种服务功能链路径选择方法与***。
背景技术
网络功能虚拟化(Network function virtualization，NFV)在许多大型企业里扮演着关键角色。一般来说，网络功能虚拟化即是将网络功能予以虚拟化，传统上是实作成各个独立的网络设备，例如，防火墙、加速器、入侵检测、工作负载平衡等。
网络功能虚拟化愈来愈多是利用服务功能链(Service Function Chain，SFC)来实现，用来控制哪个功能或服务被用来管理网络流量。服务功能链令虚拟的网络功能可被实现为云端网络的一部分。服务功能链定义了多个服务功能(Service Function，SFs)执行顺序，可用在网络中的分组交换流程(Packet Flow)。分组交换流程通过分类器节点(Classifier Node)进入网络中，根据服务功能链策略产生该分组交换流程的服务功能路径(Service Function Path，SFP)。该分类器节点打包该分组交换流程中的每一个封包并加入网络服务标头，该网络服务标头表示哪个交换流程使用哪个服务功能以及这些服务功能被执行的顺序。
管理者判断要将哪些服务功能布署在服务功能链中。服务功能路径被布署为该服务功能链中的实例(Instance)。然后，在该路径中的封包可能在某些服务功能中被传送数次。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种服务功能链路径选择方法与***，可优化封包的传送路径以提升网络效能。
本发明实施例提供一种服务功能链路径选择方法，应用于电子装置中，包括下列步骤：接收调度请求，该调度请求用以调度服务功能路径；以及当接收到该调度请求，调度一组复数服务功能，其中该调度服务功能链是根据一群服务功能转发器的工作负载而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联并根据布署的多个服务功能链的服务功能链历史确认多个服务功能安排规则。
本发明实施例还提供一种服务功能链路径选择***，包括数据收集模块、服务功能关系分析模块与服务功能链重排模块。该数据收集模块用于收集多个调度服务功能链而成为SFC历史。该服务功能关系分析模块用于根据该SFC历史产生多个服务功能安排规则。该服务功能链重排模块用于接收调度请求，该调度请求用以调度服务功能路径，当接收到该调度请求，调度一组复数服务功能，并设定该组复数服务功能为调度服务功能链，其中该调度服务功能链是根据一群服务功能转发器的工作负载而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联并根据布署的多个服务功能链的服务功能链历史确认多个服务功能安排规则。
本发明实施例的服务功能链路径选择方法与***，可优化封包的传送路径以提升网络效能。
附图说明
图1是本发明实施例的服务功能链的示意图。
图2是本发明实施例的服务功能路径的分组交换流程的示意图。
图3是本发明实施例的服务功能链路径选择***的功能方块图，其用于执行服务功能链路径选择方法。
图4是本发明实施例的服务功能链路径选择方法的步骤流程图，其描述数据收集程序，用于累积布署的服务功能链而成为历史纪录。
图5是本发明实施例的服务功能链路径选择方法的步骤流程图，其描述服务功能关系程序，用于发现两个服务功能间的兼容关系(Consistent Relationship)。
图6是本发明实施例的服务功能重排程序的步骤流程。
图7是本发明实施例的沿着重排服务功能路径的分组交换程序的示意图。
图8是本发明实施例的服务功能链路径选择***的功能方块图，其用于执行服务功能链路径选择方法。
主要元件符号说明
服务功能 1、2、3、4、5、6
服务功能转发器 11、12、13、14、15、16
控制器 100
服务功能组合 110
服务功能链路径选择*** 111
服务功能分类器 200
数据收集模块 211
服务功能关系分析模块 212
服务功能链重排模块 213
服务功能策略布署模块 214
交换流程 801
装置 900
处理器 901
内存 902
大量存储装置 903
网络界面 904
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明实施例的服务功能链(Service Function Chain，SFC)路径选择方法与***系执行于电子装置中。该服务功能链路径选择方法接收调度请求，该调度请求用以调度服务功能路径(Service Function Path，SFP)，以及当接收到该调度请求，调度一组排序好的复数服务功能(Service Function，SFs)，并设定该组复数服务功能为调度服务功能链。该调度服务功能链是根据一群服务功能转发器(Service Function Forwarders，SFFs)的工作负载而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联并根据布署的多个服务功能链的服务功能链历史确认多个服务功能安排规则(SF Arrangement Rules)。这些服务功能安排规则包括这些布署服务功能链的该服务功能链历史(SFC History)中两个服务功能间可辨别的兼容关系(Consistent Relationship)。本发明方法布署该调度服务功能链以响应该请求。该两个服务功能间可辨别的兼容关系可通过不同的机器学习方法来辨别。
该调度服务功能链是基于选择该群服务功能转发器中具有最小工作负载的服务功能链而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联。举例来说，该群服务功能转发器的工作负载是根据该群服务功能转发器的服务功能转发器服务时间(SFF ServingTime)而获得。
图1是本发明实施例的基于SDN的动态带宽分配***的架构图。如图1所示，SFC控制器100连接到SFC分类器200与SF组合(SF Set)110。分类器是指执行分类功能的组件。分类功能的定义可参考因特网工程任务小组(Internet Engineering Task Force，IETF)请求意见稿(Request For Comments RFC)7665。SFC分类器200可初始服务功能路径(ServiceFunction Path，SFP)为服务功能链的实例(Instance)。服务功能路径是服务链使用的机制，用于表述使用多个粒度策略(Granular Policy)。在该SF组合110中，SFC分类器200与SFF 11连接。SFF 11、12、13、14、15及16分别与SF 1、2、3、4、5及6连接。SFF 11与SFF13及SFF15连接。SFF 12与SFF13及SFF14连接。SFF 13与SFF11、SFF13及SFF15连接。SFF 14与SFF12、SFF13及SFF16连接。SFF 15与SFF11及SFF16连接。SFF 16与SFF14及SFF15连接。
图2是本发明实施例的服务功能路径的分组交换流程的示意图。SFC分类器200产生原始服务功能链，在执行本发明方法前，该原始服务功能链包括多个服务功能并且排序为SFs 5、3、4、1及6。SFC封包的交换流程801沿着原始服务功能链传送。交换流程801的每一个SFC封包由图2中的分类器200来处理，依序为SFF 11、SFF 15、SF 5、SFF 15、SFF 11、SFF13、SF 3、SFF 13、SFF 14、SF 4、SFF14、SFF 13、SFF 11、SF 1、SFF 11、SFF 15、SFF 16、SF 6及SFF 16。服务功能转发器(SFFs)的工作负载如表1所示。
表1
Figure BDA0002084579720000051
根据原始服务功能链，交换流程801中相同群组的SFC封包被转送到SFF 11共4次。换句话说，交换流程801根据原始服务功能链访问了SFF 11共4次，且SFF 11提供了4次服务任务给相同群组的SFC封包，如图2所示。同样的，该原始服务功能链花费的成本包括给SFF11的4个服务任务、给SFF 13的3个服务任务、给SFF 14的2个服务任务、给SFF 15的3个服务任务及给SFF 16的2个服务任务，总共14个服务任务。
图3是本发明实施例的服务功能链路径选择***的功能方块图，其用于执行服务功能链路径选择方法。服务功能链(SFC)路径选择***111包括数据收集模块211、服务功能关系分析模块212、服务功能链重排模块213及服务功能策略布署模块214。SFC控制器100执行SFC路径选择***111以实现SFC路径选择方法。
图4是本发明实施例的服务功能链路径选择方法的步骤流程图，其描述数据收集程序，用于累积布署的服务功能链而成为历史纪录。数据收集模块211取得在同域(Domain)中的所有服务功能(例如，SF集合110)而成为目前的SF集合(步骤S20)，并且将该目前的SF集合与布署的服务功能的历史比对(步骤S21)。数据收集模块211该目前的SF集合是否被包含在该布署的服务功能的历史中(步骤S22)。若该目前的SF集合被包含在该布署的服务功能的历史中，本方法流程接着执行图5的流程，其中SF关系分析模块212分析该目前SF集合中每一个选择的SF群组的间的关系。SF关系分析模块212可执行关系分析以根据机器学习程序产生SF安排规则。
若该目前的SF集合中的一或多个SF未被包含在该布署的服务功能的历史中，数据收集模块211藉由将该目前的SF集合中的一或多个SF加入该历史中以更新该SF集合(步骤S23)。数据收集模块211自该历史中取得所有SFC信息(步骤S24)，并且利用取得的SFC信息维持SFC处理数据结构(SFC Usage Data Structure)(步骤S25)。若历史中没有前一版的处理数据结构，SFC数据收集模块211产生SFC处理数据结构，并且若历史中有至少一个前一版的处理数据结构时更新该SFC处理数据结构。SFC处理数据结构如表2所示。
表2
SF 1 SF 2 SF 3 SF 4 SF 5 SF6
SF 1 0 1493 1587 0 1458 1404
SF 2 1379 0 1582 0 1417 1362
SF 3 0 0 0 12646 0 0
SF 4 1233 1244 0 0 1254 1244
SF 5 1437 1408 1633 0 0 1465
SF 6 1374 1363 1644 0 1405 0
输入的值12646表示该布署的服务功能链的历史包括SF 3与SF4的间关系的12646个实体，其中SF 3被放置在该布署的服务功能链中的SF 4的前。同样的，在SFC处理数据结构中的每个输入都表示两个SF的间的关系。当在步骤S20中接收到新的布署的服务功能链，以及在步骤S24中侦测到SF 3与SF 4的间的关系时，其中，在该新的布署服务功能链中，SF3被放置在SF 4的前，步骤S25中数据收集模块211对12646加1以取得12647。SF 3与SF 4的间的关系具有SFC处理数据结构中的最大值12467，且可被SF关系分析模块212辨别为SF 3与SF 4的间的兼容关系(Consistent Relationship)。表2可转换成矩阵、数组或任何合适的数据结构。
数据收集模块211取得管理者配置SF规则(Administrator Configured SFRules)(步骤S26)。举例来说，该管理者配置SF规则包括一组服务功能，其必须被包含在每一个布署的服务功能链中，且包括一或多个服务功能，其在布署时属于预设安排。举例来说，SF安排规则包括默认安排(一个SF必须放置在另一个SF的前面)、一组SF(必须包含在每一个布署服务功能链中)及SF间的辨别兼容关系。
图5是本发明实施例的服务功能链路径选择方法的步骤流程图，其描述服务功能关系程序，用于发现两个服务功能间的兼容关系(Consistent Relationship)。服务功能关系分析模块212取得更新的SFC处理数据结构(步骤S31)，并且取得该SFC处理数据结构中的组件(步骤S32)。该SFC处理数据结构中的每一个组件为与两个服务功能(例如，SF(fi)与SF(fj))关联的静态值，其中SF(fi)在SF(fj)的前。服务功能关系分析模块212判断是否成功获得该SFC处理数据结构中的一个组件(步骤S33)。若未成功获得该SFC处理数据结构中的组件，本方法继续执行图6的流程，其中SFC重排模块213安排原始SFC中的服务功能以产生新的服务功能路径，该服务功能路径为该原始SFC的实例。
若未成功获得该SFC处理数据结构中的组件，服务功能关系分析模块212取得两个服务功能(例如，SF(fi)与SF(fj))(步骤S34)并且与管理者配置SF规则比对(步骤S35)，以确认SF(fi)与SF(fj)是否在该管理者配置SF规则中。若SF(fi)与SF(fj)在该管理者配置SF规则中，服务功能关系分析模块212利用该SFC处理数据结构中的组件更新服务功能关系表(Service Function Relation Table，SFRT)(步骤S37)。若SF(fi)与SF(fj)不在该管理者配置SF规则中，服务功能关系分析模块212比对该SFC处理数据结构中的组件与临值，以判断在该SFC处理数据结构中的组件是否超过临界值(步骤S36)，并且在该SFC处理数据结构中的组件是否超过该临界值时更新该服务功能关系表(步骤S37)。本方法接着执行图6的路径选择方法流程，其中服务功能链重排模块213重排该原始SFC中的服务功能以产生新的SFC。服务功能链重排模块213将该服务功能关系表做为SF安排规则。
图6是本发明实施例的服务功能重排程序的步骤流程。举例来说，当SFC重排模块213从SFC控制器100接收到新的SFC要求时(步骤S40)，SFC重排模块213获得原始SFC中的服务功能以查询该SF安排规则(步骤S41)。SFC重排模块213可能收到通过其它模块(例如，数据收集模块211或服务功能关系分析模块212)的新的SFC要求。SFC重排模块213依序取得原始SFC中的每一个服务功能，并且查询该SF安排规则以取得与使用一或多个合适的规则。SFC重排模块213判断在步骤S41中取得的服务功能是否都处理完了(步骤S42)。当该原始SFC中的所有服务功能都取得且查询完该SF安排规则，SFC重排模块213使用一或多个合适的规则以产生多个重排SFC(步骤S47)。当该原始SFC中的所有服务功能还未都取得且还未查询完该SF安排规则，SFC重排模块213判断已经处理完的服务功能是否可在该SF安排规则中找到(步骤S43)。若已经处理完的服务功能可在该SF安排规则中找到，SFC重排模块213识别该SF安排规则中至少一条规则为一部分的合适规则(步骤S44)。若已经处理完的服务功能无法在该SF安排规则中找到，SFC重排模块213回到步骤S41重复执行本流程。SFC重排模块213产生用来确认合适规则的复数侯选服务功能链(步骤S47)，并且根据服务功能转发器的工作负载在这些侯选服务功能链中决定一个最佳服务功能链(步骤S48)，并且布署该最佳服务功能链(步骤S49)。在较佳实施例中，SFC重排模块213在这些选择的服务功能链中选择一个服务功能链为最佳服务功能链，该被选中的服务功能链中的服务功能转发器具有最小工作负载且与服务功关联。举例来说，这些合适规则包括一个规则，其描述SF 4应该遵循SF 3。该规则是基于这些布署的服务功能链的服务功能链历史中的SF 3与SF 4间的兼容关系而产生。SFC重排模块213产生确认该合适规则的多个候选服务功能链。表3显示部分候选服务功能链，其包括每一个服务功能链以一个SFC识别符来表示、服务功能链中排序的服务功能以及SFF工作负载。
表3
Figure BDA0002084579720000091
Figure BDA0002084579720000101
图7是本发明实施例的沿着重排服务功能路径的分组交换程序的示意图。在执行本发明方法后，该SFC分类器200产生并选择SFC识别符为SFC_4且服务功能排序为SFs 1、3、4、6及5的服务功能链为最佳服务功能链。交换流程801的SFC封包遵循该最佳SFC。交换流程801中的每一个SFC封包由图7中的分类器200处理，依序为SFF 11、SF 1、SFF 11、SFF 13、SF3、SFF 13、SFF 14、SFF 4、SFF 14、SFF 16、SF 6、SFF 16、SFF 15、SF 5与SF 15。SFC_14中的服务功能转发器的工作负载如表4所示。
表4
Figure BDA0002084579720000111
根据SFC_4，交换流程801中相同群组的SFC封包被转送到SFF11共2次。换句话说，SFF 11提供了2次服务任务给相同群组的SFC封包，如图7所示。因此，在交换流程801中，SFC_4花费的总成本为10个SFF服务任务。
根据该要求，服务功能链重排模块213基于SFF工作负载反馈了从这些候选SFC中选择的最佳SFC。服务功能策略布署模块214经由布署服务策略给图1中的SFC实体来布署最佳SFC。
图8是本发明实施例的服务功能链路径选择***的功能方块图，其用于执行服务功能链路径选择方法。本发明实施例的服务功能链路径选择方法可由存储媒体中的计算机程序来实现，例如，装置900中的大量存储装置903。当实现本发明方法的计算机程序由处理器901加载到内存902时，驱动装置900的处理器901执行本发明实施例的服务功能链路径选择方法。处理器901通过网络界面904与其它实体通讯。图1中的每一个SFC控制器、分类器、服务功能与服务功能转发器可为装置900中的较佳实施例。另一方面，图1中的SFC控制器、分类器、服务功能与服务功能转发器的任意组合可同时在装置900中的一或多个虚拟机中运行，或可为装置900中的较佳实施例。
本发明实施例的服务功能链路径选择方法接收SFC请求，该SFC请求用以调度服务功能链，基于该SFC中的SFF工作负载重排该服务功能链，同时确认由布署的SFC的历史推论出的SFC安排规则。该SFC安排规则系基于机器学习程序而产生，或者可由管理者产生。
对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明实施例提供的技术方案和技术构思结合生成的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种服务功能链路径选择方法，应用于电子装置中，其特征在于，包括：
联机至无线基地台与路由器；
接收调度请求，该调度请求用以调度服务功能路径SFP；及
当接收到该调度请求，调度一组复数服务功能SFs，并设定该组复数服务功能为调度服务功能链SFC，其中该调度服务功能链是根据一群服务功能转发器SFF的工作负载而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联并根据布署的多个服务功能链的服务功能链历史确认多个服务功能安排规则。
2.如权利要求1所述的服务功能链路径选择方法，其特征在于，还包括：
布署该调度服务功能链。
3.如权利要求1所述的服务功能链路径选择方法，其特征在于，该调度服务功能链是基于选择该群服务功能转发器中具有最小工作负载的服务功能链而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联。
4.如权利要求1所述的服务功能链路径选择方法，其特征在于，该群服务功能转发器的工作负载是根据该群服务功能转发器的服务功能转发器服务时间而获得。
5.如权利要求1所述的服务功能链路径选择方法，其特征在于，这些服务功能安排规则包括这些布署服务功能链的该服务功能链历史中两个服务功能间的兼容关系。
6.如权利要求1所述的服务功能链路径选择方法，其特征在于，这些服务功能安排规则是基于机器学习程序而产生。
7.如权利要求1所述的服务功能链路径选择方法，其特征在于，这些服务功能安排规则包括管理者增加规则。
8.一种服务功能链路径选择***，其特征在于，包括：
数据收集模块，用于收集多个调度服务功能链而成为一SFC历史；
服务功能关系分析模块，用于根据该SFC历史产生多个服务功能安排规则；以及
服务功能链重排模块，用于接收一调度请求，该调度请求用以调度服务功能路径，当接收到该调度请求，调度一组复数服务功能，并设定该组复数服务功能为调度服务功能链，其中该调度服务功能链路是根据一群服务功能转发器的工作负载而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联并根据布署的多个服务功能链的服务功能链历史确认多个服务功能安排规则。
9.如权利要求8所述的服务功能链路径选择***，其特征在于，还包括：
服务功能策略布署模块，用于布署该调度服务功能链。
10.如权利要求8所述的服务功能链路径选择***，其特征在于，该调度服务功能链是基于选择该群服务功能转发器中具有最小工作负载的服务功能链而产生，该群服务功能转发器与这些服务功能相关联。
11.如权利要求8所述的服务功能链路径选择***，其特征在于，该群服务功能转发器的工作负载是根据该群服务功能转发器的服务功能转发器服务时间而获得。
12.如权利要求8所述的服务功能链路径选择***，其特征在于，这些服务功能安排规则包括这些布署服务功能链的该服务功能链历史中两个服务功能间的兼容关系。
13.如权利要求8所述的服务功能链路径选择***，其特征在于，这些服务功能安排规则是基于机器学习程序而产生。
14.如权利要求8所述的服务功能链路径选择***，其特征在于，这些服务功能安排规则包括管理者增加规则。
CN201910483423.6A 2018-11-06 2019-06-04 服务功能链路径选择方法与*** Active CN111147538B (zh)

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