韩晓阳, 孟相如, 康巧燕, 翟 东, 刘鹏飞

(空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077)

0 引 言

传统的功能与硬件紧耦合的网络服务提供方式存在管理复杂、升级换代成本昂贵、可扩展性差、新服务上线周期长等问题,不断发展的多样化业务需求更加剧了这些问题,互联网发展面临着瓶颈,进行技术变革势在必行[1-3]。网络功能虚拟化基于虚拟化技术和标准的商业服务器、交换机和存储器来实现网络功能,替代网络中的专用中间盒,使虚拟网络功能(virtual network function, VNF)与专用硬件设备完全解耦,能够支持新兴业务的快速上线,极大地提高业务部署的灵活性并降低运维成本[4-6]。

网络功能虚拟化以服务功能链(service function chain, SFC)的形式部署,由多个部署在网络基础设施上的VNF按一定的逻辑顺序组合成的虚拟路径来实现网络功能,为用户提供相应的网络服务[4]。SFC为网络业务提供了高度灵活、资源节约和集中编排的特性,成为当前研究热点。很多学者就SFC部署问题付出了不懈努力,取得了较为丰富的研究成果[7-9]。

当前的SFC部署研究多假设基础设施是完全可靠的,然而现实情况中问题却复杂得多。相比于高可靠的电信级专用硬件设备,“软件化”VNF的脆弱性给网络带来了一定的可靠性风险,导致VNF发生失效的因素复杂多样。任何一个服务器节点故障或是VNF失效都将导致相关SFC的故障,造成服务中断、数据丢失、资源浪费等问题。文献[10]重点研究了网络功能虚拟化相关的可靠性问题,并指出硬件或软件故障均可能导致VNF的失效,而任意VNF的失效都将影响整个SFC的工作,造成服务中断。……