CN111654386A - 一种业务功能链建立方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种业务功能链建立方法及***，属于通信技术领域，接收并解析服务链建立请求，获取端与端之间的服务策略，所述服务策略为按照设定顺序进行部署和互联的各种网络功能；根据所述服务策略建立包含若干个服务节点的逻辑服务链；确定所述逻辑服务链中每个服务节点中所需的虚拟网络功能VNF；根据虚拟网络功能在云端查找对应的VNF实例，若查找到，结合所述逻辑服务链建立相应的链接，形成业务功能链，解决了现有技术中业务功能链部署过程复杂、耗时、难于维护等问题。

Description

一种业务功能链建立方法及***
技术领域
本发明涉及一种业务功能链建立方法及***，属于通信技术领域。
背景技术
全业务泛在电力物联网业务种类和功能需求多样，传统的网络结构缺乏灵活性，需要部署一系列的专用硬件设备如防火墙、深度包检测等来提供服务。
而现有提供服务的一般采用的是传统的业务功能链(英文全称：ServiceFunction Chaining，英文缩写：SFC)实现，传统的业务功能链是由一系列专有的网络功能组成，网络功能包括防火墙、负载均衡器以及应用控制器等。在新的服务需求下，一些网络功能必须按照一定的顺序进行部署和互联，这将使得业务功能链的部署变得复杂且耗时，拓扑的改变需要周密的考虑，且需要很高的运营成本。
网络功能虚拟化(英文全称：Network Function Virtualization，英文缩写：NFV)的发展，给SFC技术带来了新的机遇和发展。网络功能虚拟化(NFV)是一种新的网络框架，由欧洲电信标准化协会(ETSI)在2012首次提出。NFV技术主要思想是通过虚拟机上的软件提供网络功能，虚拟机可放置在通用硬件平台上，取代传统的专有网络设备，从而提高网络的灵活性。当网络功能被虚拟化，根据用户的服务策略，多个虚拟网络功能(VNF)按照一定顺序组成服务功能链(SFC)。通过NFV的方式，服务提供商可以为SFC创建一个虚拟的环境，消除传统的专有硬件部署，在虚拟的环境中对需要的网络功能按照一定的顺序进行串接将更加方便。
但是，基于全业务泛在电力物联网业务种类和功能需求多样化明显，相互间需要划分隔离，那么将网络功能虚拟化技术应用到业务功能链的创建中，直接依据业务需求编排的业务功能链仍然存在部署过程复杂、耗时等问题。同时，由于边缘物联代理资源有限，不能很好地满足边缘物联代理的复杂多样的业务需求，同样增加了业务功能链部署过程的难度。
为了解决上述存在的问题，亟需一种有效的业务功能链建立方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种业务功能链建立方法及***，解决了现有技术中业务功能链部署过程难度大、方法复杂、耗时长等问题。
本发明采用如下技术方案：本发明提供了一种业务功能链建立方法，包括如下步骤：
1)接收并解析服务链建立请求，获取端与端之间的服务策略，所述服务策略为按照设定顺序进行部署和互联的各种网络功能；
2)根据所述服务策略建立包含若干个服务节点的逻辑服务链；
3)确定所述逻辑服务链中每个服务节点中所需的虚拟网络功能VNF；
4)根据所述虚拟网络功能在云端查找对应的VNF实例，若查找到，结合所述逻辑服务链建立相应的链接，形成业务功能链。
本发明通过将业务功能链中按照设定顺序进行部署和互联的各种网络功能建立逻辑服务链，并确定该逻辑服务链中每个服务节点所需的虚拟网络功能，通过各个服务节点查找云端中对应的VNF实例，并将所有服务节点对应的VNF实例进行链接，形成业务功能链。通过将特定业务功能在虚拟资源的软件实现，只需要采用通用性硬件来承载该软件，即可实现相应功能。同时，实现了软件和硬件的解耦，对各类资源进行灵活组合和高度复用，使得底层资源能够灵活共享，有效降低了业务功能链的建立难度，提高了业务功能链部署的效率。
进一步的，如果没有查找到对应的VNF实例，则向NFV Manager发送实例创建请求，创建VNF实例。
进一步的，所述步骤3)中，采用多容器管控方法确定服务节点所需的虚拟网络功能。
进一步的，所述多容器管控方法包括以下步骤：
A、利用容器compose功能，将一个完整的业务分解为多个微服务；
B、把微服务放在不同的容器中，利用compose将不同容器中的微服务按照设定规则进行编排，形成微服务组；
C、所述服务节点通过运行微服务组对应的容器，获取服务节点所需的虚拟网络功能。
进一步的，所述步骤1)中，所述网络功能包括防火墙、负载均衡器和/或应用控制器。
本发明还提供了一种业务功能链建立***，包括：
接收模块，用于接收并解析服务链建立请求，获取端与端之间的服务策略，所述服务策略为按照设定顺序进行部署和互联的各种网络功能；
服务链建立模块，用于根据所述服务策略建立包含若干个服务节点的逻辑服务链；
功能确定模块，用于确定所述逻辑服务链中每个服务节点中所需的虚拟网络功能VNF；
业务功能链生成模块，用于根据所述虚拟网络功能在云端查找对应的VNF实例，若查找到，结合所述逻辑服务链建立相应的链接，形成业务功能链。
本发明通过将业务功能链中按照设定顺序进行部署和互联的各种网络功能建立逻辑服务链，并确定该逻辑服务链中每个服务节点所需的虚拟网络功能，通过各个服务节点查找云端中对应的VNF实例，并将所有服务节点对应的VNF实例进行链接，形成业务功能链。通过将特定业务功能在虚拟资源的软件实现，只需要采用通用性硬件来承载该软件，即可实现相应功能。同时，实现了软件和硬件的解耦，对各类资源进行灵活组合和高度复用，使得底层资源能够灵活共享，有效降低了业务功能链的建立难度，提高了业务功能链部署的效率。
进一步的，所述业务功能链建立***还包括VNF实例创建模块：如果没有查找到对应的VNF实例，则向NFV Manager发送实例创建请求，创建VNF实例。
进一步的，所述功能确定模块中，采用多容器管控方法确定服务节点所需的虚拟网络功能。
进一步的，所述多容器管控方法包括以下步骤：
A、利用容器compose功能，将一个完整的业务分解为多个微服务；
B、把微服务放在不同的容器中，利用compose将不同容器中的微服务按照设定规则进行编排，形成微服务组；
C、所述服务节点通过运行微服务组对应的容器，获取服务节点所需的虚拟网络功能。
进一步的，所述网络功能包括防火墙、负载均衡器和/或应用控制器。
附图说明
图1是本发明方法实施例中SFC映射过程原理图；
图2是本发明方法实施例中面向SFC的网络架构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
技术术语解释：
服务功能链SFC(Service Function Chaining)：又被称为业务链，是一种给应用层提供有序服务的技术，SFC用来将网络设备上的服务在逻辑层面上联接起来，形成一个有序的服务组合。
网络功能虚拟化NFV：通过抽象、分配、隔离机制，在一个公共物理网络(SubstrateNetwork,SN)上支持多个虚拟网络，各个虚拟网络可以使用相互独立的协议体系，并能够根据动态变化的用户需求对整个网络中的节点资源和链路资源进行合理配。每一个虚拟网络是底层网络的一份资源片，它由虚拟节点(例如，虚拟路由器)和虚拟链路组成。网络虚拟化的优势之一是支持多个异构的网络架构共亨物理基础设施。
虚拟网络功能VNF(Virtualize Network Function)：为软件化后的网元，部署在虚拟机上，其功能与接口和非虚拟化时保持一致。
软件定义网络SDN(Software Defined Network)：是一种网络虚拟化的实现方式，其核心技术OpenFlow通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现网络流量的灵活控制，包括控制平面关键技术和控制平面关键技术，SDN控制器是控制平面的核心部件。
数据平面：SDN数据平面相关技术，SDN交换机的数据转发和规则控制相分离。
边缘代理：又称边缘计算代理，指在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
方法实施例：
网络功能虚拟化(NFV)是一种新的网络框架，其技术主要思想是通过虚拟机上的软件提供网络功能，虚拟机可放置在通用硬件平台上，取代传统的专有网络设备，从而提高网络的灵活性。当网络功能被虚拟化，根据用户的服务策略，多个虚拟网络功能(VNF)按照一定顺序组成服务功能链(SFC)。
本实施例中，基于SDN和NFV技术实现该业务功能链的创建过程，即SFC的部署。部署过程中需要完成SFC到底层网络的映射，映射算法的实现是其中的关键。在SFC的资源分配过程中，类似于在网络中嵌入虚拟网络，因而，本发明实际上是一个虚网映射(VNE)问题。VNE问题包括转发节点(映射到物理节点)和链路(映射到实际转发路径)的虚拟资源分配问题。它主要关注将虚拟网络请求有效映射到共享底层网络上。
SFC的控制平面要综合考虑SDN控制器和NFV控制器，其中SDN控制器负责服务链路径上的引流，NFV控制器负责维护服务节点的生命周期。SFC控制平面的功能主要包括：GUI、转发设备管理、服务节点管理，转发设备监测、服务节点监测、SFC标签分配、SFC路径转发、业务引擎等。控制平面将控制信息下发给边缘物联代理，由边缘物联代理完成SFC ID、Metadata的添加、更新、删除等工作。
SFC的数据平面上，流量分类和SFC路径转发在边缘物联代理上进行实现，边缘物联代理主要负责流量的处理。流量分类、SFC路径转发以及流量的处理，都依赖于数据包头中携带的控制信息，如标签、服务节点的处理结果(Metadata)，等等。为实现端到端策略的一致性，这些控制信息往往需要由控制平面统一来维护，并通过某种方式填加到数据包的包头中。
SDN和NFV技术的落地实现了SFC的敏捷部署。部署过程中需要完成SFC到底层网络的映射，映射算法的实现是其中的关键。如图1所示是一个SFC的映射过程。在该过程中，映射算法会根据SFC的需求在底层网络中创建或选择需要的VNF实例，并决定相邻边缘代理(图中是公有云)之间的转发路径。
本实施例中，在NFV和SDN部署的网络环境中面向SFC的网络架构的结构如图2所示。底层网络由支持NFV技术的服务器和负责网络连通的SDN交换机组成。
完成业务服务链的部署主要需要经历三个阶段：(1)处理生成服务链请求，生成一个逻辑服务链；(2)根据逻辑服务链，确定应用容器的部署位置，以及路由路径在底层网络中的部署；(3)将转发策略下发到数据平面。
在第(1)阶段，处理生成服务链请求，生成一个逻辑服务链。
本实施例中数据报文在终端用户之间进行传递时，需要按照既定顺序经过多个服务节点，才能实现所需要的业务。因而，在收到服务功能链请求后，首先按照业务功能需求获取端与端之间的服务策略，从而建立一条逻辑服务链，形成一个有序的逻辑组合。如图1所示，本实施例在两个终端用户之间，数据报文传输过程中，根据相关流量经过的服务节点，按顺序设置为服务节点1、服务节点2、服务节点3和服务节点4。
在第(2)阶段，根据逻辑服务链，确定每个服务节点中所需的虚拟网络功能，并查找对应的VNF实例。本实施例中通过确定应用容器的部署位置，以及路由路径在底层网络中的部署，获取每个服务节点所需的功能组成，以及查找VNF实例的过程。
具体的，本实施例中，通过网络虚拟化(NFV)和SDN交换机部署的网络环境下进行逻辑服务链中每个节点处的业务编排。底层网络由支持NFV技术的服务器和负责网络连通的SDN交换机组成。
首先，业务编排器(Service Orchestrator)根据逻辑服务链需求首先执行服务链资源分配算法。
本实施例利用容器Docker的多容器管控手段compose功能，能够将一个完整的业务分解为多个微服务，可以先把微服务放在不同的容器中，然后利用compose将这些微服务按照一定的规则进行编排，形成微服务组(Service Group，SG)。在这种模式下，根据不同的SG就可以实现不同的业务，不同的业务具有不同的功能，而微服务之间高内聚、低耦合，实现了极大程度上的代码复用，资源复用。这一步完成了功能链在应用层的编排。
具体的，采用多容器管控方法确定服务节点所需的虚拟网络功能的过程为：
A、利用容器compose功能，将一个完整的业务分解为多个微服务；
B、把微服务放在不同的容器中，利用compose将不同容器中的微服务按照设定规则进行编排，形成微服务组；
C、所述服务节点通过运行微服务组对应的容器，获取服务节点所需的虚拟网络功能。
然后，通过NFV控制器在服务器中查找并选择需要的VNF实例，如果找不到所需要的VNF实例，则向NFV控制器(NFV Manager)发送实例创建请求创建VNF实例，并为VNF配置服务链相关的参数。
如图2所示，各容器Docker通过NFV控制器挑选实现相应功能所需要的VNF，然后通过微服务组SG中不同容器按照设定规则的编排，实现相应的功能。
在该过程中，映射算法会根据SFC的需求在底层网络中创建或选择需要的VNF实例，并决定相邻边缘代理(图1中是公有云)之间的转发路径。通过该NFV控制器将逻辑服务链中所对应的功能，向各个共有云中调取对应的VNF实例，通过在逻辑服务链中对每个节点都进行上述过程，实现整条逻辑服务链的节点规划。
在第(3)阶段，在完成节点的规划后，由SDN控制器负责下发相应流表，保证服务链相关流量的路径经过这些节点，从而实现了业务功能链的建立过程。
如图2所示，SDN控制器掌握全局网络信息，负责各种转发规则的控制，在完成节点规划后，将规划的节点生成相应的流表，使得服务链相关流量的路径经过这些节点。
本实施例中采用SDN交换机实现了根据虚拟网络功能在云端查找对应的VNF实例的过程，但本发明并不局限于该种方式，也可以采用本领域中其他的实现方式，只要能够有效地利用网络资源，实现该VNF实例的查找过程即可。
通过上述基于NFV和SDN部署的网络环境下业务功能链建立方法，利用SDN、网络虚拟化和网络切片技术可实现对网络业务划分和切片隔离。容器可装载不同的应用，实现不同的容器APP应对不同的业务需求的目标。利用基于容器的统一控制技术可实现对不同容器组合的统一控制，完成业务功能链的灵活编排。从而实现将虚拟机配置在通用硬件平台上，取代传统的专有网络设备，从而提高网络的灵活性。
***实施例：
本发明还提供了一种业务功能链建立***，包括：
接收模块，用于接收并解析服务链建立请求，获取端与端之间的服务策略，所述服务策略为按照设定顺序进行部署和互联的各种网络功能；
服务链建立模块，用于根据所述服务策略建立包含若干个服务节点的逻辑服务链；
功能确定模块，用于确定所述逻辑服务链中每个服务节点中所需的虚拟网络功能VNF；
业务功能链生成模块，用于根据所述虚拟网络功能在云端查找对应的VNF实例，若查找到，结合所述逻辑服务链建立相应的链接，形成业务功能链。
上述每个模块的具体应用过程已在上述方法实施例中详细说明，此处不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种业务功能链建立方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)接收并解析服务链建立请求，获取端与端之间的服务策略，所述服务策略为按照设定顺序进行部署和互联的各种网络功能；
2)根据所述服务策略建立包含若干个服务节点的逻辑服务链；
3)确定所述逻辑服务链中每个服务节点中所需的虚拟网络功能VNF；
4)根据所述虚拟网络功能在云端查找对应的VNF实例，若查找到，结合所述逻辑服务链建立相应的链接，形成业务功能链。
2.根据权利要求1所述的业务功能链建立方法，其特征在于，如果没有查找到对应的VNF实例，则向NFV Manager发送实例创建请求，创建VNF实例。
3.根据权利要求1所述的业务功能链建立方法，其特征在于，所述步骤3)中，采用多容器管控方法确定服务节点所需的虚拟网络功能。
4.根据权利要求3所述的业务功能链建立方法，其特征在于，所述多容器管控方法包括以下步骤：
A、利用容器compose功能，将一个完整的业务分解为多个微服务；
B、把微服务放在不同的容器中，利用compose将不同容器中的微服务按照设定规则进行编排，形成微服务组；
C、所述服务节点通过运行微服务组对应的容器，获取服务节点所需的虚拟网络功能。
5.根据权利要求1所述的业务功能链建立方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述网络功能包括防火墙、负载均衡器和/或应用控制器。
6.一种业务功能链建立***，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收并解析服务链建立请求，获取端与端之间的服务策略，所述服务策略为按照设定顺序进行部署和互联的各种网络功能；
服务链建立模块，用于根据所述服务策略建立包含若干个服务节点的逻辑服务链；
功能确定模块，用于确定所述逻辑服务链中每个服务节点中所需的虚拟网络功能VNF；
业务功能链生成模块，用于根据所述虚拟网络功能在云端查找对应的VNF实例，若查找到，结合所述逻辑服务链建立相应的链接，形成业务功能链。
7.根据权利要求6所述的业务功能链建立***，其特征在于，所述业务功能链建立***还包括VNF实例创建模块：如果没有查找到对应的VNF实例，则向NFV Manager发送实例创建请求，创建VNF实例。
8.根据权利要求6所述的业务功能链建立***，其特征在于，所述功能确定模块中，采用多容器管控方法确定服务节点所需的虚拟网络功能。
9.根据权利要求8所述的业务功能链建立***，其特征在于，所述多容器管控方法包括以下步骤：
A、利用容器compose功能，将一个完整的业务分解为多个微服务；
B、把微服务放在不同的容器中，利用compose将不同容器中的微服务按照设定规则进行编排，形成微服务组；
C、所述服务节点通过运行微服务组对应的容器，获取服务节点所需的虚拟网络功能。
10.根据权利要求6所述的业务功能链建立***，其特征在于，所述网络功能包括防火墙、负载均衡器和/或应用控制器。
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