王琛, 汤红波, 游伟, 王晓雷, 袁泉

(1.国家数字交换系统工程技术研究中心, 450002, 郑州; 2.移动互联网安全技术国家工程实验室, 100876, 北京)

5G移动通信网将是一个全方位服务、多技术融合的网络,通过信息通信技术的演进和创新,来满足未来用户多样化的业务需求[1]。以软件定义网络(software defined network,SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)为代表的网络新技术将成为5G网络的关键技术[2]。NFV技术使网络资源分配更加灵活,实现了异构的网络架构和服务的聚合[3]。在传统的网络架构中,网络功能通过昂贵的硬件中间件来实现,当移动网络运营商部署新业务时,需要大量的资本支出和运营支出。而在NFV环境下,网络功能通过实例化在商用服务器上的虚拟机(virtual machine,VM)中的软件化的虚拟网络功能(virtual network function,VNF)来实现,网络服务则是由多个虚拟网络功能以一定的依赖关系构成服务功能链(service function chaining,SFC)来完成。移动网络运营商通过NFV技术能够有效地减少资本支出和运营支出,为用户提供先进和灵活的网络服务[4],而SDN作为一种新型的网络架构,能够控制数据流通过相应的网络功能以执行相应的策略,实现灵活的网络管理[5]。SDN和NFV的结合为虚拟网络功能的协调控制和调度提供了有效的架构,促进了网络的创新[6]。在网络虚拟化下,资源分配分为服务功能链的构建、服务功能链的映射和虚拟网络功能调度这3个阶段。虚拟网络功能调度作为NFV环境下资源分配的第3个阶段,主要解决在给定相应的计算资源约束和虚拟网络功能执行顺序的基础上,为多个服务功能链中的每个虚拟网络功能在虚拟机中选择相应的实例化时间,从而达到最小化完成所有网络服务总时间的目的[7]。……