【摘 要】
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随着新的网络服务类型不断涌现,以及在线视频等业务的大量推广,使得网络流量井喷式增长。而传统通信网络依赖专用、封闭硬件设备的特点,让网络扩容以及新业务的开发和部署都困难重重。网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)通过软硬件解耦的方式,实现了使用虚拟化软件和廉价通用计算设备来提供各种网络功能。网络服务一般可以被分解为多个网络功能的组合,业务流按照顺序依
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随着新的网络服务类型不断涌现,以及在线视频等业务的大量推广,使得网络流量井喷式增长。而传统通信网络依赖专用、封闭硬件设备的特点,让网络扩容以及新业务的开发和部署都困难重重。网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)通过软硬件解耦的方式,实现了使用虚拟化软件和廉价通用计算设备来提供各种网络功能。网络服务一般可以被分解为多个网络功能的组合,业务流按照顺序依次流经各个网络功能中间件来获得对应的网络服务。这组网络功能序列就被称为服务功能链(Service Function Chain,SFC)。服务功能链如何部署到底层物理网络是NFV技术的重点研究内容。面对带宽需求范围跨度较大的业务时,包交换网络可以为小带宽需求业务灵活地提供传输服务,但是难以单独承载大带宽需求业务。光交换网络可以用来承载带宽密集型业务,但是在细粒度带宽服务的提供和实时建立连接等方面存在明显不足。所以本文将引入光电混合网络,协调底层网络对于业务的带宽供给,使得业务可以获得预计的服务,从而提高网络承载业务的能力。光电混合网络结合了包交换网络的灵活性以及光交换网络的大带宽的优点,为超宽粒度的业务需求提供更灵活、高效的底层交换网络。本文就如何优化光电混合网络中SFC的映射部署方案,通过资源调配来实现客户与运营商互惠共赢的问题做了深入研究。本文首先在静态离线场景下,研究了光电混合网络中服务功能链映射和路由的联合优化问题,建立了整数线性规划(Integer Linear Programming,ILP)模型。在此基础上,本文分析了如何应用随机舍入算法来快速求解该问题,同时给出了该算法明确的性能分析。紧接着本文针对随机舍入算法可行性方面的不足,设计了改进后的启发式算法。仿真结果显示,在保证了映射方案可行性的情况下,改进算法的结果十分接近最优解。紧接着本文又研究了在光电混合网络中,SFC不断到达和离去的动态在线场景。本文基于SFC的带宽和计算需求,针对单条SFC在底层网络中的映射方案求解问题,创建了对应的ILP模型。并且设计了基于重构辅助图的近似求解算法,用于提升网络的接收率以及降低映射开销,最后完成了对于该近似算法的仿真实验分析。
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