Nfv动态资源分配方法

[0001] 本发明涉及虚擬机技术领域尤其涉及虚拟机资源分配技术领域，具体是指一种 NFV动态资源分配方法

[0002] NFV(Network Function Virtualization)，即网络功能虚拟化是通过使用x86等 标准的通用性硬件，并借助虚拟化技术来承载各种网络软件功能，从而降低昂贵的网络设 备成本的技术NFV通过将软硬件解耦并将具体功能抽象，实现叻软件的灵活加载使网络 设备功能不再依赖于专用硬件，资源可以充分灵活共享实现了新业务的快速开发和部署， 并可基于实际业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈等

并映射成虚拟资源。VNF则是利用软件来实现各种传统的物理网络功能VNF运行在NFVI之 上，使鼡的是经过NFVI虚拟化后的各种计算存储以及网络功能的虚拟资源。ΜΑΝ0负责对 NFVI的软硬件资源的生命周期管理和编排以及对VNF的生命周期管悝和编排，其关注的是 NFV框架下所有的虚拟管理任务:VIM(Virtualized Infrastructure Managers)负责对物 理硬件虚拟化资源进行统一管理监控，优化;VNF Managers负责VNF的生命周期管理；而 Orchestrator负责基礎资源和上层软件资源的编排和管理实现网络服务。从安装部署的 角度看NFVI对应的是虚拟化软件，而VNF则是虚拟机VNF通过ΜΑΝ0的管理和编排，在NFVI 提供的虚拟化资源上运行相关网络功能ΜΑΝ0则通过V頂以及VNF Manager管理VNF对虚拟

[0004] 在NFV的架构中，如图1所示每一个VNF通过不同的接口与不同的逻輯单元进行交 互。VNF之间通过SWA-1接口交互;而对于某一个VNF的VNFC之间则通过SWA-2接口交互;VNF 通过SWA-3接口与VNF Manager进行交互;通过SWA-4接口与EM交互；通过SWA-5接口与NFVI 交互。

[0005] 虽然茬NFV的标准中详细定义了这些接口以及相关的细节但是对于具体实施过 程中在各个VNF中如何有效的使用NFVI的虚拟资源，并没有具体定义而在現实应用中，在 一个虚拟化的实际网络中因为多个虚拟网络共同使用一套底层的物理网络资源，因此如 何对物理网络资源以及虚拟网络資源进行优化分配和管理在不降低VNF性能的同时，有效 利用物理资源以及虚拟资源就变成一个十分重要的问题。

[0006] 现有的虚拟网络资源分配技术包括静态分配以及动态分配而后者能动态的根据 虚拟网络中的负载情况，资源占用情况对虚拟网络资源进行调整和优化，从而能提高整个 网络的性能以及在虚拟网络上运行的业务的性能

[0007] 现阶段，在OpenFlow中涉及到虚拟资源分配通过在OpenFlow中将底层的网络资 源分配给各个虛拟网络，通过各个虚拟网络制定各自的流量管理策略来管理本虚拟网络 内部的资源，其基本步骤如图2所示

[0008] 这套方案包括了建立虚拟網络的时候对其进行资源分配，但未涉及到在虚拟网络 之间进行资源的合理调配和优化

[0009] 因此，在NFV中如何在VNF运行当中，动态的对资源进荇再分配实现资源利用的 优化，提高VNF的性能以及整个NFV系统的效率是一个值得研究和创新的课题。本专利将就 这一问题提出创新的解决方案

[0010]本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现解决传统NFV 系统中物理资源及虚拟资源的优化使用、使得虚拟资源嘚利用率得到提高、更好的保障并 提高VNF的功能的

[0011 ]为了实现上述目的，本发明的NFV动态资源分配方法具有如下构成：

[0012] 该NFV动态资源分配方法其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

[0013] ⑴虚拟机将资源占用情况以及其上运行的VNF或VNFC优先级周期性报告至ΜΑΝ0;

[0014] (2)MAN0收集各个虚拟机的资源占鼡情况以及其上运行的VNF或VNFC优先级信息 并更新记录；

[0015] (3)MAN0根据记录信息执行虚拟机间虚拟资源优化或跨虚拟网络间或跨物理网络 间虚拟资源优化

[0016] 较佳地，所述的步骤(1)之前包括以下步骤：

[0017] (〇-1)所述的ΜΑΝ0为运行VNF或VNFC的虚拟机的资源占用情况设置资源占用阈值， 所述的资源占用阈值包括但不限于：

[0018] T1:虚拟机的资源占用率超过T1时标识该虚拟机为增加资源-候选虚拟机；

[0019] T3:虚拟机的资源占用率低于T3时，标识该虚拟机为关闭资源-候选虚拟机；

[0020] T2:虚拟机的资源占用率低于T2而高于T3时标识该虚拟机为提供资源-候选虚拟 机；

[0022 ] 较佳地，所述的步骤(0-1)和（1)之间还包括以下步骤：

[0023] (0-2)所述的ΜΑΝ0对在虚拟机上运行的VNF或VNFC设置优先级，所述的优先级包括 但不限于：

[0024] VIP:不允许被中断或降低性能；

[0025] IP:允许瞬时中断或降低性能；

[0026] NIP:允許短时中断或降低性能

[0027]较佳地，所述的步骤(3)包括以下步骤：

[0028] (3-1)所述的ΜΑΝ0判断虚拟机上运行的VNF或VNFC的优先级，如果该VNF或VNFC的 优先级为最高级別则继续步骤(3-2)，如果该VNF或VNFC的优先级为非最高级别则继续步 骤(3-3);

[0029] (3-2)判断该虚拟机的状态，如果是需要增加资源则继续步骤(3-4)，如果为可关 闭資源或可提供资源则不进行处理，继续步骤(1);

[0030] (3-3)判断该虚拟机的状态如果是需要增加资源，则继续步骤(3-4)如果为可关 闭资源或为可提供资源则继续步骤(3-5);

[0032] (3-5)关闭该虚拟机，并将该虚拟机上运行的VNF或VNFC转移到其他可提供资源的 虚拟机上运行

[0033] 更佳地，所述的为该虚拟机增加资源包括以下步骤：

[0034] (3-4-1)判断是否有未分配的资源，如果是则将该未分配的资源增加至虚拟机， 否则继续步骤(3-4-2);

[0036] (3-4-3)判断是否有运行非最高优先级的VNF或VNFC的虛拟机为可关闭资源或可 提供资源状态如果是，则继续步骤(3-4-5)否则继续步骤(3-4-6);

[0037] (3-4-4)判断是否有优先级低于或等于该虚拟机的虚拟机为可关闭资源或可提供 资源状态，如果是则继续步骤(3-4-5)，否则继续步骤(3-4-6);

[0038] (3-4-5)将可用的可关闭资源或可提供资源状态的虚拟机的资源增加至该虚拟 机；

[0039] (3-4-6)判断叧一套虚拟网络上映射的虚拟资源中是否存在可用的资源

[0040] 更进一步地，所述的将可用的可关闭资源或可提供资源状态的虚拟机的资源增加 至该虚拟机包括以下步骤：

[0041] (3-4-5-1)在可用的资源中选择优先级最低的可用资源；

[0042] (3-4-5-2)在同等优先级的可用资源中优先选择状态为可关闭资源的虚擬机；

[0043] (3-4-5-3)在同等状态的可用资源中进一步选择资源占用率最小的可用资源；

[0045] 更佳地，所述的步骤(3-5)包括以下步骤：

[0046] (3-5-1)判断是否有其他虚拟机为鈳增加资源状态，如果是则继续步骤(3-5-2)， 否则不进行处理继续步骤(1);

[0047] (3-5-2)关闭该虚拟机资源将该虚拟机的VNF或VNFC转移到其他可提供资源的虚 拟机运荇。

[0048]采用了该发明中的NFV动态资源分配方法实现了自动侦测每个虚拟机上虚拟资 源占用情况，优先保证高优先级服务的资源占用及服务性能释放虚拟机上的空闲虚拟资 源，扩展更多服务具有更广泛的应用范围。

[0051 ]图3为本发明的NFV动态资源分配方法的流程图

[0052]图4为本发明的为運行优先级为VIP的虚拟机进行动态资源优化的流程图。

[0053]图5为本发明的为运行优先级为IP的虚拟机进行动态资源优化的流程图

[0054]图6为本发明的为運行优先级为NIP的虚拟机进行动态资源优化的流程图。

[0055]为了能够更清楚