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一种面向运营成本优化的虚拟网络功能部署和路由分配策略 认领 引用 被引量：11
1
作者 史久根 张径 +2 位作者 徐皓 王继 孙立 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期973-979,共7页
随着网络功能虚拟化(NFV)技术的发展,虚拟网络功能(VNF)可以通过服务功能链(SFC)的形式部署在如虚拟机的通用平台中,为管理带来灵活性。但是对于服务提供商来说,由于网络基础设施的复杂性和日益增长的服务需求,给VNF的部署带来了高昂的... 随着网络功能虚拟化(NFV)技术的发展,虚拟网络功能(VNF)可以通过服务功能链(SFC)的形式部署在如虚拟机的通用平台中,为管理带来灵活性。但是对于服务提供商来说,由于网络基础设施的复杂性和日益增长的服务需求,给VNF的部署带来了高昂的运营成本(OPEX)。针对此问题,该文提出一种面向OPEX优化的策略,旨在最小化OPEX中的激活、能耗和传输成本,得到VNF部署和路由分配优化方案。为此建立一种全新的混合整数线性规划(MILP)模型,并设计包括遗传算法(GA)在内的3种OPEX优化算法。仿真实验评估在不同资源配给下MILP和3种算法的OPEX及其性能,其中GA算法在节点资源配比60%以上时可以得到近似于MILP模型的解决方案。 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 虚拟网络功能部署 运营成本 服务功能链
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基于知识图谱的服务功能链在线部署算法 认领 引用 被引量：7
2
作者 徐泽汐 庄雷 +1 位作者 张坤丽 桂明宇 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期41-51,共11页
沉浸式云XR、全息通信等新型网络业务的出现对网络服务质量提出了更高的要求。为保证网络服务的可获得性,在实施虚拟网络功能部署时,必须根据网络功能的属性以及之间的依赖关系,将网络服务的时延、可靠性等控制在一定的服务质量等级内... 沉浸式云XR、全息通信等新型网络业务的出现对网络服务质量提出了更高的要求。为保证网络服务的可获得性,在实施虚拟网络功能部署时,必须根据网络功能的属性以及之间的依赖关系,将网络服务的时延、可靠性等控制在一定的服务质量等级内。然而邻接矩阵、边表等传统的网络表征形式无法涵盖这些关键网络信息,造成算法在输入阶段的信息缺失,进而导致计算结果的偏差。因此,为了准确提取用户需求,反映网络资源的动态变化,采用知识图谱对网络及其业务进行表征,提出了一种基于知识图谱的服务功能链在线部署算法。所提算法对网络业务请求与底层网络分别进行知识提取,构建或更新相应的知识图谱,分解出它们的关系集合,并基于此设计了一种基于编辑距离的关系对齐方法,指导复杂依赖关系下的服务功能链在线部署。实验表明,所提算法使复杂网络环境下的服务功能链部署请求接收率提高了10%~15%,网络平均能耗降低了约13%,且复杂度低,时效性较强。 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 服务功能链 知识图谱 实体对齐 虚拟网络功能部署
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一种支持硬件加速的虚拟网络功能部署模型 认领 引用 被引量：4
3
作者 胡宇翔 范宏伟 +1 位作者 兰巨龙 段通 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1893-1901,共9页
为解决以软件实现的虚拟网络功能(VNF)性能受限问题,软件定义网络和网络功能虚拟化(SDN/NFV)等新型网络架构引入了硬件加速资源。硬件加速资源的部署,使得VNF能够为日益增长的数据流量提供服务保障。该文针对已有研究未考虑具有高性能... 为解决以软件实现的虚拟网络功能(VNF)性能受限问题,软件定义网络和网络功能虚拟化(SDN/NFV)等新型网络架构引入了硬件加速资源。硬件加速资源的部署,使得VNF能够为日益增长的数据流量提供服务保障。该文针对已有研究未考虑具有高性能数据处理需求的服务链VNF部署问题,提出一种支持硬件加速的VNF部署模型。该模型基于硬件加速资源的承载特性,在保证未加速VNF到商用服务器的优化部署下,优先实现交换机中加速资源的复用,并根据网络业务的性能需求,灵活调整加速资源与VNF的映射约束。仿真实验表明,与其他典型部署方法相比,在引入相同硬件加速资源的情况下,该模型可以承载更多的业务流量,满足服务链高性能数据处理需求,有效提高了部署在网络中加速硬件的资源利用率。 展开更多
关键词 软件定义网络 网络功能虚拟化 虚拟网络功能部署 硬件加速
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面向组播的动态虚拟网络功能放置算法 认领 引用 被引量：2
4
作者 邢焕来 王心汉 +4 位作者 宋富洪 赵博文 罗寿西 戴朋林 李可 《计算机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2322-2341,共20页
组播在支持日益增长的多媒体应用方面具有广阔的应用前景,面向组播的虚拟网络功能放置是网络功能虚拟化中不可避免的研究趋势.然而,对于该问题的大多数研究都聚焦于静态网络环境,难以应对网络中的各种资源随着时间动态变化,组播服务功能... 组播在支持日益增长的多媒体应用方面具有广阔的应用前景,面向组播的虚拟网络功能放置是网络功能虚拟化中不可避免的研究趋势.然而,对于该问题的大多数研究都聚焦于静态网络环境,难以应对网络中的各种资源随着时间动态变化,组播服务功能链(Service Function Chaining,SFC)请求动态到达的真实场景.本文提出一种基于组播SFC请求预测的足球联赛竞争算法,以Informer模型为基础,预测即将到达的组播SFC请求.基于足球联赛竞争的组播虚拟网络功能放置算法,设计多维个体编码策略,一次性求解所有活动组播组的SFC映射方案,提前部署预测的请求.针对预测结果与真实结果不一致的情况,提出一种由正向搜索与反向搜索组成的快速修复策略以完成对请求的快速响应.仿真结果表明,对比其它两种预测模型,Informer在组播SFC请求预测上取得了更低的均方误差与平均绝对误差.此外,与七种经典的启发式算法和深度强化学习算法相比,提出的算法在端到端时延和计算资源消耗方面达到更优性能的同时,取得了更低的组播SFC请求响应时间. 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 虚拟网络功能放置 组播SFC请求预测 足球联赛竞争算法 Informer
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基于VNF间性能干扰的服务请求调度策略 认领 引用 被引量：1
5
作者 郭胜 史久根 +1 位作者 孙立 谢熠君 《计算机技术与发展》 2021年第1期142-148,共7页
网络功能虚拟化(NFV)技术是当今研究的热点技术之一。目前的虚拟网络功能(VNF)放置方法大都忽视了同位间VNF即处在同一个物理机中的虚拟网络功能,对硬件资源的竞争所形成的干扰问题,会导致网络吞吐量下降。针对此问题,该文建立了以最大... 网络功能虚拟化(NFV)技术是当今研究的热点技术之一。目前的虚拟网络功能(VNF)放置方法大都忽视了同位间VNF即处在同一个物理机中的虚拟网络功能,对硬件资源的竞争所形成的干扰问题,会导致网络吞吐量下降。针对此问题,该文建立了以最大化网络吞吐量为目标的混合整数线性规划模型,设计了一个两步调整策略。第一步设计了组合放置算法(CAPA),将资源需求互补的虚拟网络功能进行组合放置;第二步根据不同虚拟网络功能对数据流量的处理特性,设计了流量感知算法(TAA)进行服务请求调度,进一步缓解了在大的数据流量场景下,底层硬件资源竞争更加激烈使得干扰增强的问题。实验结果表明,该文提出的两步调整策略,与忽视干扰因素的一般策略相比提高了网络吞吐量。 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 性能干扰 网络吞吐量 组合放置 服务请求调度
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面向实时网络应用的虚拟网络功能部署 认领 引用 被引量：1
6
作者 王俊超 庞建民 +1 位作者 隋然 单征 《信息工程大学学报》 2020年第2期189-195,共7页
相比较于传统的解决方案,网络功能虚拟化技术能够有效地减少网络应用的部署成本。实时网络应用是对于数据处理响应时间有着严格时间期限约束要求的一类应用,有着复杂的数据处理流程,通过调用底层的虚拟网络功能,可以完成对数据的实时处... 相比较于传统的解决方案,网络功能虚拟化技术能够有效地减少网络应用的部署成本。实时网络应用是对于数据处理响应时间有着严格时间期限约束要求的一类应用,有着复杂的数据处理流程,通过调用底层的虚拟网络功能,可以完成对数据的实时处理。虚拟网络功能模块可以被部署到基质网络的不同节点中,这些节点具有异构性,同时具有不同的数据处理能力,此外,基质网络中节点间的延迟也有所不同。因此,如何有效地在基质网络中进行虚拟网络功能的部署,从而保证实时网络应用时间期限约束需求是当前亟需解决的问题。提出一种新型的DAP(Deadline-Aware VNF Placement)算法来部署实时应用的虚拟网络功能。该算法首先采用一种启发式的资源分配策略为每个实时应用分配优先级,然后按照优先级的大小为实时网络应用分配资源。采用TopologyZoo中的某些网络拓扑结构作为测试集,通过实验验证该方法可以有效地减少实时网络应用的时间期限丢失率。 展开更多
关键词 实时应用 网络功能虚拟化 虚拟网络功能部署 遗传算法
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面向软件定义网络的服务功能链优化部署算法研究 认领 引用 被引量：4
7
作者 卢昱 刘益岑 +3 位作者 李玺 陈兴凯 乔文欣 陈立云 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期74-82,共9页
针对网络功能虚拟化(NFV)环境下,现有服务功能链部署方法无法在优化映射代价的同时保证服务路径时延的问题,该文提出一种基于IQGA-Viterbi学习算法的服务功能链优化部署方法。在隐马尔可夫模型参数训练过程中,针对传统Baum-Welch算法训... 针对网络功能虚拟化(NFV)环境下,现有服务功能链部署方法无法在优化映射代价的同时保证服务路径时延的问题,该文提出一种基于IQGA-Viterbi学习算法的服务功能链优化部署方法。在隐马尔可夫模型参数训练过程中,针对传统Baum-Welch算法训练网络参数容易陷入局部最优的缺陷,改进量子遗传算法对模型参数进行训练优化,在每一迭代周期内通过等比例复制适应度最佳种群的方式,保持可行解多样性和扩大空间搜索范围,进一步提高模型参数的精确度。在隐马尔科夫链求解过程中,针对隐含序列无法直接观测这一难点,利用Viterbi算法能精确求解隐含序列的优势,解决有向图网络中服务路径的优化选择问题。仿真实验结果表明,与其它部署算法相比,所提IQGA-Viterbi学习算法能有效降低网络时延和映射代价的同时,提高了网络服务的请求接受率。 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 服务功能链部署 隐马尔可夫模型 量子遗传算法 Viterbi算法
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基于成本的服务链组成与部署联合优化策略 认领 引用
8
作者 刘雅丽 史久根 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期106-112,共7页
网络功能虚拟化(NFV)通过将虚拟网络功能(VNF)部署在虚拟设备中,提高了网络管理的灵活性,但随着服务需求的扩大,网络供应商消耗的运营支出(OPEX)也不断增加。由于VNF改变流大小的特性、VNF间的依赖性以及组成和部署方式的复杂性,面向OPE... 网络功能虚拟化(NFV)通过将虚拟网络功能(VNF)部署在虚拟设备中,提高了网络管理的灵活性,但随着服务需求的扩大,网络供应商消耗的运营支出(OPEX)也不断增加。由于VNF改变流大小的特性、VNF间的依赖性以及组成和部署方式的复杂性,面向OPEX的VNF组成和部署问题充满挑战。提出一种面向成本的虚拟网络链组成和部署联合优化策略,将节点映射成本、链路映射成本、激活成本和能耗成本公式化为OPEX,构建混合整数非线性规划模型。为分析影响成本的不同因素,同时提高特殊依赖情况下的处理效率,根据不同依赖关系将VNF请求集分为完全无序、部分有序和完全有序VNF集合进行分析,并设计3种相应优化算法。实验结果表明,在完全无序、部分有序情况下,算法性能优于首次适应算法、随机拟合算法等同类算法,对于完全有序算法,当节点资源配比在50%以上时,可获得小规模网络下近似线性规划模型精确解的方案。 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 虚拟网络功能链组成 虚拟网络功能链放置 运营支出 服务功能链
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面向服务质量的前摄式网络功能动态部署策略研究 认领 引用
9
作者 谢立军 王浩学 周桥 《信息工程大学学报》 2018年第4期397-403,共7页
网络功能虚拟化为解决复杂、僵化的网络功能管理提供高效技术。由于网络功能的种类和数量不断增长,业务模式及网络状态视图动态变化,网络功能的动态优化部署成为应用该技术的基本问题。提出一种前摄式网络功能动态部署策略解决该问题。... 网络功能虚拟化为解决复杂、僵化的网络功能管理提供高效技术。由于网络功能的种类和数量不断增长,业务模式及网络状态视图动态变化,网络功能的动态优化部署成为应用该技术的基本问题。提出一种前摄式网络功能动态部署策略解决该问题。针对网络流量的动态性,基于负载的在线预测和设置负载率阈值,进行前摄式节点功能实例部署数量决策,建立节点资源占用率最小化模型并采用分枝定界法求解。针对功能实例动态加入网络,建立网络资源效用最大化模型进行功能实例最佳部署位置决策,采用基于惩罚函数的混合粒子群优化算法进行求解。仿真结果表明,部署策略在保证业务请求的服务质量前提下能最大化网络资源效用。 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 前摄式功能部署 负载率阈值
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基于深度强化学习的能源高效VNF放置和链接方法 认领 引用
10
作者 赵耀鹏 徐九韵 脱颖超 《计算机系统应用》 2024年第7期230-238,共9页
网络功能虚拟化(NFV)技术的出现使得网络功能由虚拟网络功能(VNF)提供,从而提高网络的灵活性,可扩展性和成本效益.然而,NFV面临一个重要挑战是,如何有效地将VNF放置不同的网络位置并链接起来引导流量,同时最大限度减少能源消耗.此外,面... 网络功能虚拟化(NFV)技术的出现使得网络功能由虚拟网络功能(VNF)提供,从而提高网络的灵活性,可扩展性和成本效益.然而,NFV面临一个重要挑战是,如何有效地将VNF放置不同的网络位置并链接起来引导流量,同时最大限度减少能源消耗.此外,面对网络服务质量要求,提高服务接受率对于网络性能也是至关重要的.为了解决这些问题,本文研究了NFV中的VNF放置和链接(VNFPC),以最大化服务接受率同时权衡优化能源消耗.因此,在NFV中设计了一种基于Actor-Critic深度强化学习(DRL)的能源高效的VNFPC方法,称为ACDRLVNFPC.该方法应用了适应性共享方案,通过在多服务之间共享同类型VNF和多VNF共享同一个服务器来实现节能.实验结果表明,提出的算法有效权衡了能耗和服务接受率,并且,在执行时间方面也得到了优化.与基准算法相比,ACDRL-VNFPC在服务接受率,能耗和执行时间方面性能分别提高了2.39%,14.93%和16.16%. 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 虚拟网络功能放置 服务功能链 能源高效
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基于探路者算法的VNF放置与调度联合优化 认领 引用
11
作者 田耕 李娜 《舰船电子工程》 2024年第1期124-128,195,共5页
虚拟网络功能放置和虚拟网络功能调度是近年来研究的热点,二者紧密关联缺一不可。将两个环节统一考虑、全局寻优既是技术发展趋势,也是网络功能虚拟化落地面临的艰巨挑战之一。然而,现有研究多将二者分立考虑,仅着眼单一问题的研究缺乏... 虚拟网络功能放置和虚拟网络功能调度是近年来研究的热点,二者紧密关联缺一不可。将两个环节统一考虑、全局寻优既是技术发展趋势,也是网络功能虚拟化落地面临的艰巨挑战之一。然而,现有研究多将二者分立考虑,仅着眼单一问题的研究缺乏整体观。论文提出了一种动态的放置调度联合优化模型,在满足相关约束下,最小化服务功能链的完成时间。提出了一种改进的探路者算法解决该问题,引入了群体划分的机制增强全局搜索能力避免陷入局部最优。进一步设计了个体交叉和变异机制,减小对个体解的破坏,增强了局部搜索能力以及种群的多样性。此外,精英保留策略加快了算法的收敛。实验数据表明,论文提出的算法相较于各种主流进化算法在服务功能链完成时间评价指标上均有显著优势。 展开更多
关键词 网络功能虚拟化 VNF放置与调度 动态模型 探路者算法
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可靠性感知的边缘计算VNF实例放置 认领 引用 被引量：2
12
作者 梁晶语 马博闻 黄霁崴 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S1期759-764,共6页
为了解决日益增长的延迟敏感型应用程序和用户需求与计算资源受限的冲突,移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)已经成为一种很有前途的计算范式。服务提供商通过在边缘环境中部署虚拟化网络功能(Virtual Network Functions,VNF),为... 为了解决日益增长的延迟敏感型应用程序和用户需求与计算资源受限的冲突,移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)已经成为一种很有前途的计算范式。服务提供商通过在边缘环境中部署虚拟化网络功能(Virtual Network Functions,VNF),为用户提供更加高效和可扩展性的服务供应链(Service Function Chain,SFC)来满足用户请求。若在提供服务过程中出现不可靠的服务或严重的服务失败,可能导致用户的巨大损失,所以网络服务提供商必须保证提供持续可靠的服务。针对该问题,考虑了边缘服务器的可靠性,利用计算统一设备架构(Computational Unified Device Architecture,CUDA)支持的门控循环单元(Gate Recurrent Unite,GRU)来预测VNF实例是否可用,通过预测结果,提前对VNF进行备份,避免了过度冗余备份造成的成本过高问题。考虑服务器的存储资源有限,提出了基于VNF实例可用性的放置(RVP)算法,优化服务提供商的成本。最后对提出的算法进行了性能评估,实验结果验证了RVP算法的优越性。 展开更多
关键词 边缘计算 服务供应链 虚拟化网络功能 可靠性 VNF实例放置
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