網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization,NFV)作為下一代互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,是解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)瓶頸的重要方式。NFV把網(wǎng)絡(luò)功能和運(yùn)行其的物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備解耦,把網(wǎng)絡(luò)功能放到通用服務(wù)器上運(yùn)行。NFV的主要理念是利用虛擬化技術(shù)來設(shè)計(jì),部署和管理定制的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。NFV實(shí)現(xiàn)過程中的主要挑戰(zhàn)之一是把網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的資源分配給請求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的問題,本文重點(diǎn)解決NFV資源分配問題的第二階段,即NFV的部署問題。因?yàn)榭捎眯允欠⻊?wù)等級協(xié)議中的關(guān)鍵指標(biāo)之一,所以本文研究可靠NFV部署問題,利用備份來保證網(wǎng)絡(luò)的可用性。本文針對可靠NFV部署問題進(jìn)行了深入地研究�？偨Y(jié)了可靠NFV部署問題的相關(guān)工作,對影響可靠NFV部署問題的關(guān)鍵因素進(jìn)行了分析�，F(xiàn)有工作大部分假設(shè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能需要部署到不同的服務(wù)器上。本文將多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能部署到同一個(gè)服務(wù)器的現(xiàn)象稱為虛擬網(wǎng)絡(luò)功能重合。本文既考慮了不允許重合時(shí)如何進(jìn)行高效可靠的部署,也考慮了允許重合時(shí)如何進(jìn)行部署。具體來說,在假設(shè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能不能部署到同一個(gè)服務(wù)器的時(shí)候,研究虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的多樣性和服務(wù)器的多樣性對可靠NFV部署的影響,提出一種新的機(jī)制來量化虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的多樣性和服務(wù)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(guī)劃模型,并提出一個(gè)啟發(fā)式算法。在假設(shè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能可以部署到相同的服務(wù)器的時(shí)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(wǎng)絡(luò)中依賴關(guān)系的影響。分析了允許重合的挑戰(zhàn),包括重合的一些限制,提出了允許重合時(shí)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能之間鏈路連接的規(guī)則和服務(wù)鏈可用性計(jì)算的方法。然后提出了允許重合時(shí)部署問題的非線性0-1規(guī)劃模型和啟發(fā)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(xiàn)有工作做了對比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
        1.2.1 部署問題的研究
        1.2.2 網(wǎng)絡(luò)可用性的研究
        1.2.3 可靠NFV部署問題相關(guān)的研究
    1.3 本文的研究目標(biāo)和內(nèi)容
    1.4 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.5 本論文的結(jié)構(gòu)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(qū)別
    2.4 NFV部署問題的方法和評價(jià)指標(biāo)
    2.5 可靠NFV部署問題
        2.5.1 可用性的定義和網(wǎng)絡(luò)出錯的原因
        2.5.2 提升可用性的方法
    2.6 本章小節(jié)
第三章 非可重合的可靠NFV部署問題的研究
    3.1 虛擬網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù)器的多樣性對該部署問題的影響
        3.1.1 問題假設(shè)
        3.1.2 虛擬網(wǎng)絡(luò)功能對部署的影響
        3.1.3 服務(wù)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(wù)鏈的可用性
        3.2.2 模型的優(yōu)化目標(biāo)
        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(wǎng)絡(luò)功能的可用性要求
        3.3.2 部署虛擬網(wǎng)絡(luò)功能
        3.3.3 部署虛擬網(wǎng)絡(luò)鏈路
    3.4 本章小節(jié)
第四章 可重合的可靠NFV部署問題的研究
    4.1 虛擬網(wǎng)絡(luò)功能重合的優(yōu)點(diǎn)
        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(wù)鏈的互相依賴
    4.2 允許虛擬網(wǎng)絡(luò)功能重合的難點(diǎn)
        4.2.1 虛擬節(jié)點(diǎn)重合的情況分析
        4.2.2 鏈路設(shè)計(jì)
        4.2.3 服務(wù)鏈的可用性計(jì)算
    4.3 可重合的可靠NFV部署模型
        4.3.1 模型的優(yōu)化目標(biāo)
        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(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)測試與結(jié)果分析
    5.1 非可重合的可靠NFV部署算法評價(jià)
        5.1.1 對比算法
        5.1.2 參數(shù)設(shè)計(jì)
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.2 可重合的可靠NFV部署算法評價(jià)
        5.2.1 對比算法
        5.2.2 參數(shù)設(shè)計(jì)
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.3 本章小節(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果

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