本發(fā)明屬于移動通信領(lǐng)域，具體涉及5g移動網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)功能鏈的優(yōu)化部署。

背景技術(shù)：

隨著無線流量和服務(wù)的大幅增長，因第四代(4g)將不能滿足未來的網(wǎng)絡(luò)需求，從而推動第五代(5g)移動無線網(wǎng)絡(luò)的研究，以應(yīng)對未來多樣化差異化服務(wù)的巨大挑戰(zhàn)。

隨著移動無線流量的爆炸式增長，移動運(yùn)營商正在考慮使用云計(jì)算來擴(kuò)展其服務(wù)，并應(yīng)對移動數(shù)據(jù)流量的巨大增長。在傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)功能或中間盒子(如分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、服務(wù)網(wǎng)關(guān)、防火墻、內(nèi)容過濾器、代理服務(wù)器、廣域網(wǎng)優(yōu)化器、入侵檢測系統(tǒng)和入侵防御系統(tǒng))被一些專門的物理設(shè)備和設(shè)施實(shí)現(xiàn)。然而，隨著用戶對更多不同服務(wù)和新服務(wù)的需求的不斷增加，服務(wù)供應(yīng)商必須相應(yīng)地購買、存儲和運(yùn)作新物理設(shè)備，以滿足用戶的要求。然而，新物理設(shè)備的采購將產(chǎn)生較高的資本支出和運(yùn)營支出。并且這些物理設(shè)備需要進(jìn)行過專門訓(xùn)練的人員進(jìn)行部署和維護(hù)。

為解決上述難題，研究人員已經(jīng)提出了網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(nfv)，旨在將數(shù)據(jù)包的處理從硬件中間盒子映射到運(yùn)行在商業(yè)硬件上的軟件中間盒子上。運(yùn)行在軟件中間盒子上的網(wǎng)絡(luò)功能稱為虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(vnf)。在網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化中，多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能通常按照一個(gè)特定的順序連接構(gòu)成服務(wù)功能鏈，來提供不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。例如，在移動網(wǎng)絡(luò)中，移動網(wǎng)絡(luò)用戶和服務(wù)終端之間的通信需要通過服務(wù)功能鏈：用戶→服務(wù)網(wǎng)關(guān)→分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)→防火墻→入侵檢測系統(tǒng)→代理→終端，這個(gè)服務(wù)功能鏈一般部署在用戶和服務(wù)終端之間執(zhí)行流量過濾的安全策略。通常，服務(wù)功能鏈中的各個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的類型和順序是根據(jù)業(yè)務(wù)分類、服務(wù)水平協(xié)議和運(yùn)營商的供應(yīng)政策等確定的。

事實(shí)上，核心網(wǎng)絡(luò)虛擬化和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化表述了未來5g架構(gòu)的兩個(gè)關(guān)鍵愿景。作為5g的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化已經(jīng)成為無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的一個(gè)重要方向。作為一種新興技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化已受到工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。對于服務(wù)提供商，有效的部署/映射服務(wù)功能鏈到5g移動網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的。目前，虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的放置也已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，并且已經(jīng)存在一些關(guān)于虛擬網(wǎng)絡(luò)功能放置問題的研究。

當(dāng)前已提出有關(guān)于虛擬網(wǎng)絡(luò)功能或服務(wù)功能鏈(sfc)請求的放置/部署方案，但是因?yàn)樘幚淼膶ο笫翘摂M網(wǎng)絡(luò)或聯(lián)合云，因此，已提出的大部分部署方式不適合5g移動網(wǎng)絡(luò)。例如thecapacitatednfvlocation算法，其主要思想是當(dāng)放置網(wǎng)絡(luò)功能時(shí)，盡量減少整體網(wǎng)絡(luò)成本，同時(shí)滿足網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的大小約束。雖然該方式能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的放置，但是它是為虛擬網(wǎng)絡(luò)或聯(lián)合云提出的，沒有考慮5g網(wǎng)絡(luò)的特性和相關(guān)約束，因此該方式不適合5g移動網(wǎng)絡(luò)。而對于那些適合5g移動網(wǎng)絡(luò)的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能或服務(wù)功能鏈的放置/部署方案，卻只考慮到無線接入網(wǎng)絡(luò)的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(如，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和服務(wù)網(wǎng)關(guān))的部署問題，并沒有考慮到核心網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(如防火墻、內(nèi)容過濾器、代理服務(wù)器、廣域網(wǎng)優(yōu)化器、入侵檢測系統(tǒng)和入侵防御系統(tǒng))的部署問題。例如通過競價(jià)納什理論來折中需要重放置的服務(wù)網(wǎng)關(guān)數(shù)量和路徑大長度，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能在5g移動網(wǎng)絡(luò)中的放置，但是只考慮到無線接入網(wǎng)絡(luò)的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的部署問題，然而，他們沒有考慮的核心網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的部署問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提出一種已知5g移動網(wǎng)絡(luò)(底層網(wǎng)絡(luò))和在線的服務(wù)功能鏈請求、移動網(wǎng)絡(luò)用戶的位置和服務(wù)終端的位置前提條件下，找出一種在考慮每個(gè)服務(wù)功能鏈請求中每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能和鏈路連接情況和滿足相關(guān)約束條件下以消耗最少的服務(wù)器資源，帶寬資源和減小服務(wù)功能鏈請求的阻塞率為目標(biāo)，將服務(wù)功能鏈請求進(jìn)行放置的部署方法。本發(fā)明的部署方案綜合考慮了服務(wù)功能鏈請求的特殊性，除了對常見的帶寬資源需求和服務(wù)器資源需求做出了優(yōu)化的配置外，還針對服務(wù)功能鏈請求在通信時(shí)延方面的嚴(yán)格要求提出了相應(yīng)的解決策略。

本發(fā)明在服務(wù)功能鏈請求的映射過程，為了有效的映射/部署服務(wù)功能鏈請求到5g移動網(wǎng)絡(luò)，引入三種有效的策略來減少計(jì)算資源和鏈接資源的成本，從而提高服務(wù)功能鏈請求接收率。

(1)虛擬機(jī)重用策略。

在本發(fā)明中，為了提高服務(wù)器的資源利用率，引入虛擬機(jī)重用策略，即，當(dāng)映射一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(vnf)時(shí)，可以重用實(shí)現(xiàn)相同的vnf的存在/已有虛擬機(jī)。虛擬機(jī)重用策略不僅可以提高服務(wù)器的資源利用率，而且當(dāng)服務(wù)器資源受限的時(shí)候，還可以提高服務(wù)功能鏈請求的接收率。為了提高服務(wù)器的資源利用率和降低成本的計(jì)算資源，當(dāng)映射一個(gè)vnf到服務(wù)器時(shí)，若考慮虛擬機(jī)重用，則首先判斷放置當(dāng)前vnf的服務(wù)器是否存在可重用的虛擬機(jī)，若存在，則將當(dāng)前vnf托管到這個(gè)服務(wù)器上的可重用的虛擬機(jī)上；否則，就將當(dāng)前vnf托管到這個(gè)服務(wù)器上的新虛擬機(jī)上。其中可重用的虛擬機(jī)為：帶有重用標(biāo)識符(表示當(dāng)前虛擬機(jī)允許被重用)的已托管了至少一個(gè)與vnfi相同類型的vnf的虛擬機(jī)，且已托管的vnf與vnfi不屬于同一服務(wù)功能鏈請求。

當(dāng)vnf被托管在可重用的虛擬機(jī)上時(shí)，在該虛擬機(jī)的原始服務(wù)時(shí)間內(nèi)，本發(fā)明不考慮計(jì)算資源成本，即計(jì)算資源的成本為零，但當(dāng)vnf的服務(wù)時(shí)間超過該虛擬機(jī)的原始服務(wù)時(shí)間，則需要計(jì)算額外時(shí)間的計(jì)算資源成本。當(dāng)vnf使用一個(gè)新的虛擬機(jī)，本發(fā)明需要計(jì)算vnf的整個(gè)服務(wù)時(shí)間的計(jì)算資源成本。因此，對一個(gè)服務(wù)功能鏈請求的任意vnf的計(jì)算資源成本的計(jì)算過程如下：

cost(vnfi→nk)＝p(nk)×ε(vnfi)×ti^p

其中，cost(vnfi→nk)表示第i個(gè)vnf(vnfi)被映射到服務(wù)器nk的計(jì)算資源成本，p(nk)表示服務(wù)器nk的資源單位成本，即本發(fā)明中用符號p(·)表示括號中對象的單位成本，ε(vnfi)表示vnfi對服務(wù)器的資源約束，如cpu、存儲器和存儲容量等。nv＝{vnf1,vnf2,…,vnfn}表示服務(wù)功能鏈請求中的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能集合，下標(biāo)n表示一個(gè)服務(wù)功能鏈請求所包括的vnf的數(shù)目，ti^p表示vnfi需要付費(fèi)的時(shí)間，ti表示vnfi的服務(wù)時(shí)間，to表示被重用虛擬機(jī)的原始服務(wù)時(shí)間，πi表示托管在虛擬機(jī)上的vnf的數(shù)量，πi＝1表示當(dāng)前虛擬機(jī)沒有被重用，πi＞1表示被多個(gè)vnf重用。重用存在的虛擬機(jī)會影響其他vnf的性能，因此，定義δ作為托管在存在虛擬機(jī)上的vnf的最大數(shù)量，即：

(2)vnf合并策略。

在本發(fā)明中，當(dāng)映射vnfi時(shí)，如果托管vnfi-1的服務(wù)器有足夠的可用資源，則可以考慮映射vnfi到托管vnfi-1的服務(wù)器上，本發(fā)明稱這個(gè)策略為vnf合并策略。在本發(fā)明中，并不在映射這個(gè)服務(wù)功能鏈請求之前合并某些vnf，而是在映射的過程中，映射第i個(gè)vnf到托管第i-1個(gè)vnf的服務(wù)器上，如果這個(gè)服務(wù)器有足夠的可用資源。在vnf合并策略中，第i個(gè)vnf只能被映射到托管第i-1個(gè)vnf的服務(wù)器上，但是不能被映射到托管這個(gè)服務(wù)功能鏈請求的其他vnf的服務(wù)器上，以此避免乒乓路由問題。例如，當(dāng)服務(wù)功能鏈請求的vnf1被映射到了物理節(jié)點(diǎn)b、vnf2被映射到了物理節(jié)點(diǎn)f后，在映射vnf3時(shí)，其能被映射到物理節(jié)點(diǎn)f，如果物理節(jié)點(diǎn)f有足夠的可用資源，即允許將vnf2和vnf3合并在一起，這樣vnf2和vnf3通信就不需要消耗帶寬資源，因?yàn)関nf2和vnf3在物理節(jié)點(diǎn)f內(nèi)部進(jìn)行通信。但是，不允許映射vnf3到物理節(jié)點(diǎn)b，因?yàn)檫@樣會導(dǎo)致乒乓路由，這是不希望發(fā)生的。

(3)臨時(shí)鏈路映射策略。

在本發(fā)明中，當(dāng)映射第i個(gè)vnf時(shí)，同時(shí)需要映射連接第i個(gè)vnf和第i-1個(gè)vnf的第i條鏈路ei，(虛擬鏈路)來保證在第i個(gè)vnf獲得近似最優(yōu)的映射方案。傳統(tǒng)的方法是致力于找到第i個(gè)vnf的局部最優(yōu)映射解決方案，但這不能保證整個(gè)服務(wù)功能鏈的近似最優(yōu)的路徑。為了保證近似最優(yōu)的路徑，提高整個(gè)服務(wù)功能鏈請求的接受率，本發(fā)明在計(jì)算虛擬鏈路ei的鏈路資源成本時(shí)，生成一條連接第i個(gè)vnf和服務(wù)終端的臨時(shí)鏈路tei(虛擬鏈路)，這條臨時(shí)鏈路的帶寬需求等于第i+1條鏈路的帶寬需求，并且映射這條臨時(shí)鏈路tei到底層網(wǎng)絡(luò)，得到映射路徑。當(dāng)映射第i個(gè)vnf和虛擬鏈路ei時(shí)，通過使用臨時(shí)鏈路映射策略，以此找到第i個(gè)vnf的一個(gè)近似最優(yōu)映射方案。在臨時(shí)鏈路映射策略中，臨時(shí)鏈路不需要消耗實(shí)際鏈路資源，它只是用來約束第i個(gè)vnf不偏離服務(wù)終端太遠(yuǎn)，以保證托管第i個(gè)vnf的物理服務(wù)器的鄰接鏈路有足夠的鏈路資源來映射下一條虛擬鏈路，從而提高服務(wù)功能鏈接受率。第i條虛擬鏈路的鏈路資源成本的計(jì)算方式如下：

其中，表示連接vnfi和vnfi-1的第i條虛擬鏈路(ei)的鏈路資源成本，pei表示虛擬鏈路ei在底層網(wǎng)絡(luò)的映射路徑(底層路徑)，ptei表示臨時(shí)鏈路tei在底層網(wǎng)絡(luò)的的映射路徑(底層路徑)，es表示底層網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路，xi表示虛擬鏈路ei的資源約束，如帶寬等，而xi+1則表示連接第vnfi+1和vnfi的第i+1條虛擬鏈路的資源約束。本發(fā)明中，默認(rèn)連接第一個(gè)vnf與用戶的虛擬鏈路為虛擬鏈路e1。對服務(wù)功能鏈路請求的映射可分為兩個(gè)部分。第一部分是放置和分配資源給服務(wù)功能鏈請求的vnf。第二部分是映射和分配帶寬資源給服務(wù)功能鏈請求的虛擬鏈路。服務(wù)功能鏈的映射過程描述如下。

(1)vnf映射：

vnf映射過程可以表示為：

其中n^s1表示分配給當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的底層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和路由器的集合，cⁿ¹表示分配給當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的服務(wù)器資源，mn＝{m(vnf1),m(vnf2),...,m(vnfn)}表示當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的每個(gè)vnf的映射記錄。m(vnfi)表示托管vnfi的服務(wù)器，r(m(vnfi))表示服務(wù)器m(vnfi)的可用資源。cn＝{ε(vnf1),ε(vnf2),...,ε(vnfn)}表示所有虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的資源約束集合，vmi表示托管vnfi的虛擬機(jī)(存在的)ε(vmi)表示這個(gè)存在的虛擬機(jī)的計(jì)算資源，y∈{0,1,2,...,y}表示網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的編號，l(m(vnfi))表示服務(wù)器m(vnfi)所在的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的編號，并且一個(gè)服務(wù)器只能屬于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，表示vnfi能被映射到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，表示vnfi不能被映射到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，表示服務(wù)器m(vnfi)滿足vnfi的位置約束；若則不滿足。在5g移動網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)網(wǎng)關(guān)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)屬于無線接入網(wǎng)絡(luò)的功能，他們通常只部署在無線接入網(wǎng)絡(luò)中，而防火墻、內(nèi)容過濾器、代理服務(wù)器、廣域網(wǎng)優(yōu)化器、入侵檢測系統(tǒng)和入侵防御系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)或核心網(wǎng)絡(luò)的功能，他們通常只部署在核心網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中。

(2)服務(wù)功能鏈的鏈路映射：

服務(wù)功能鏈的鏈路映射描述如下：

其中，me＝{m(e1),m(e2),...,m(e|ev|)}表示當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的每條虛擬鏈路的映射記錄，表示當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的虛擬鏈路集合，|ev|表示集合ev的元素個(gè)數(shù)，即當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的虛擬鏈路數(shù)量。表示當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的所有虛擬鏈路的資源約束集合。p¹表示當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求所映射的端到端的底層路徑集合，并且p¹的每條底層路徑是底層網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路集合e^s的一個(gè)子集合。c^e1表示分配給這個(gè)服務(wù)功能鏈請求的鏈路資源。表示底層路徑的可用帶寬資源，b(es)表示物理鏈路es的可用帶寬資源，表示底層路徑的路徑時(shí)延，d(es)表示物理鏈路es的時(shí)延。

因此，每個(gè)服務(wù)功能鏈請求在5g移動網(wǎng)絡(luò)中的部署問題，i)鏈路資源成本最小化；ii)計(jì)算資源的成本最小化，可以根據(jù)下面的線性規(guī)劃(1)描述：

s.t.

第一個(gè)目標(biāo)的目的是盡可能地降低計(jì)算資源的成本。這將增加服務(wù)功能鏈有一個(gè)更長的路徑的概率。第二個(gè)目標(biāo)的目的是最大限度地減少鏈路資源的成本，即，盡可能多的縮短整個(gè)服務(wù)功能鏈的路徑。同時(shí)，在線性規(guī)劃(1)中的約束條件被用于確保以下約束：

約束1用于確保托管在虛擬機(jī)上的vnf的數(shù)量不超過服務(wù)供應(yīng)商所給定的數(shù)量δ。

約束2給出了vnf需要付費(fèi)的時(shí)間。

約束3和4確保被使用的服務(wù)器滿足vnf的計(jì)算資源需求。

約束5和6保證所使用的物理鏈路滿足虛擬鏈路的約束。

約束7、8和9確保被使用的服務(wù)器滿足vnf的位置約束。

因線性規(guī)劃(1)為多目標(biāo)問題，無法直接求解，因此，在本發(fā)明提出了三個(gè)解決方案，來解決多目標(biāo)問題(1)。提出的第一個(gè)解決方案是：最大限度地減少計(jì)算資源的成本；第二個(gè)解決方案是：縮短整個(gè)服務(wù)功能鏈的路徑；第三解決方案是：通過利用性別大戰(zhàn)博弈(bos)模型為vnf分配資源和路由，以此為計(jì)算資源成本和鏈路資源成本找到一個(gè)公平的解決方案。上述三個(gè)解決方案具體描述如下：

(1)最小化計(jì)算資源的成本(簡稱mc方案)。

在該解決方案中，定義為服務(wù)功能鏈請求中每條虛擬鏈路能被服務(wù)提供商接受的最大映射成本，即由服務(wù)提供商給定，其通常不超過每條虛擬鏈路的收費(fèi)。這個(gè)優(yōu)化模型以降低計(jì)算資源成本為目標(biāo)，可描述為如下的線性規(guī)劃(2)：

s.t.

即在將底層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器資源和寬帶資源分配給動態(tài)到來的每個(gè)服務(wù)功能鏈請求時(shí)，通過下列步驟得到當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的最優(yōu)部署方案：

步驟1：從待映射的服務(wù)功能鏈請求的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能集合nv＝{vnf1,vnf2,...,vnfn}的第一個(gè)vnf開始，依次為當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的每個(gè)vnfi(i＝1,…,n)確定備選映射方案集：

(1)確定當(dāng)前待映射的vnfi的備選服務(wù)器集：

從底層網(wǎng)絡(luò)的可用服務(wù)器集u^s中，將滿足位置約束、計(jì)算資源需求且未曾被集合中的各vnf選擇過的服務(wù)器作為vnfi的備選服務(wù)器集，即vnfi可選的備選服務(wù)器包括：其他vnf未曾選擇過的服務(wù)器、vnfi-1所選擇的服務(wù)器(vnf合并策略)，因此也可以表示為：

(2)確定vnfi的備選映射方案集：

用m(vnfi)表示放置vnfi的任意備選服務(wù)器，并確定服務(wù)器m(vnfi)上用于托管vnfi的虛擬機(jī)：判斷是否存在可重用的虛擬機(jī)，若是，則將vnfi托管在可重用的虛擬機(jī)上；否則將vnfi托管在一個(gè)新的虛擬機(jī)上；

在滿足ei(連接vnfi-1與vnfi的虛擬鏈路)的鏈路資源需求xi和時(shí)延需求的前提下，對ei進(jìn)行底層路徑映射，得到ei的映射路徑其中vnf0表示用戶；

生成一條連接vnfi與用戶終端的臨時(shí)鏈路tei，并將ei+1(連接vnfi與vnfi+1的虛擬鏈路)的鏈路資源需求xi+1作為tei的鏈路資源需求；在滿足tei的鏈路資源需求的前提下，對tei進(jìn)行底層路徑映射，得到tei的映射路徑即通過臨時(shí)鏈路映射策略來約束放置vnfi的服務(wù)器不偏離用戶終端太遠(yuǎn)；

其中映射路徑映射路徑可能存在多條。

將滿足條件的最短映射路徑作為對應(yīng)當(dāng)前m(vnfi)的ei的最終映射路徑，從而保證對ei的底層路徑映射所對應(yīng)的鏈路資源成本不會超過

將對應(yīng)當(dāng)前m(vnfi)的備選映射方案保存到備選映射方案集中，其中備選映射方案包括：m(vnfi)、托管vnfi的虛擬機(jī)、ei的最終映射路徑；

由當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的所有vnf的不同備選映射方案的組合，可以得到不同的映射集合mn；

最后，根據(jù)公式分別計(jì)算每個(gè)映射集合的總計(jì)算資源成本，由最小總計(jì)算資源成本對應(yīng)的映射集合得到當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的優(yōu)化部署方案。

(2)最短化服務(wù)功能鏈的路徑長度(簡稱sl方案)。

在該解決方案中，定義為服務(wù)功能鏈請求中每個(gè)vnf能被服務(wù)提供商接受的最大映射成本，即由服務(wù)提供商給定，其通常不超過每個(gè)vnf的收費(fèi)。這個(gè)優(yōu)化模型旨在最短化服務(wù)功能鏈的路徑長度，可描述為如下的線性規(guī)劃(3)：

s.t.

即在將底層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器資源和寬帶資源分配給動態(tài)到來的每個(gè)服務(wù)功能鏈請求時(shí)，通過下列步驟得到當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的最優(yōu)部署方案：

步驟1：從待映射的服務(wù)功能鏈請求的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能集合nv＝{vnf1,vnf2,...,vnfn}的第一個(gè)vnf開始，依次為當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的每個(gè)vnfi(i＝1,…,n)確定備選映射方案集：

101：從底層網(wǎng)絡(luò)的可用服務(wù)器集中，將滿足位置約束、計(jì)算資源需求且未曾被集合中的各vnf選擇過的服務(wù)器作為vnfi的初始備選服務(wù)器集ui′；

分別確定每個(gè)初始備選服務(wù)器上用于托管vnfi的虛擬機(jī)：判斷是否存在可重用的虛擬機(jī)，若是，則將vnfi托管在可重用的虛擬機(jī)上；否則將vnfi托管在一個(gè)新的虛擬機(jī)上；

對每個(gè)初始備選服務(wù)器nk∈ui′，分別確定其上用于托管vnfi的虛擬機(jī)：判斷是否存在可重用的虛擬機(jī)，若是，則將vnfi托管在可重用的虛擬機(jī)上；否則將vnfi托管在一個(gè)新的虛擬機(jī)上。并將其計(jì)算資源成本cost(vnfi→nk)與比較，將小于或等于的初始備選服務(wù)器nk作為vnfi的備選服務(wù)器nm，并記錄備選服務(wù)器nm上托管vnfi的虛擬機(jī)；由所有備選服務(wù)器nm得到vnfi的備選服務(wù)器集ui。

102：確定vnfi的備選映射方案集：

對每個(gè)備選服務(wù)器nm∈ui，在滿足ei的鏈路資源需求xi和時(shí)延需求的前提下，從服務(wù)器nm到vnfi-1的備選服務(wù)器的底層路徑中，查找一條最短路徑作為ei的映射路徑其中vnf0表示用戶，即對于同一個(gè)服務(wù)器nm來說，vnfi-1存在多少個(gè)備選服務(wù)器，則就存在多少條其關(guān)于ei的映射路徑

生成一條連接vnfi與用戶終端的臨時(shí)鏈路tei，并將ei+1的鏈路資源需求xi+1作為tei的鏈路資源需求；在滿足tei的鏈路資源需求的前提下，從服務(wù)器nm到用戶終端的底層路徑中，查找一條最短路徑作為tei的映射路徑

將對應(yīng)當(dāng)前nm的備選映射方案保存到vnfi的備選映射方案集中，其中備選映射方案包括：nm、托管vnfi的虛擬機(jī)、映射路徑

步驟2：由當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的所有vnf的不同備選映射方案的組合，得到不同的映射集合；

根據(jù)公式分別計(jì)算每個(gè)映射集合所對應(yīng)的總鏈路資源成本，由最小總鏈路資源成本對應(yīng)的映射集合得到當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的優(yōu)化部署方案。

(3)使用性別大戰(zhàn)博弈論模型公平優(yōu)化計(jì)算資源成本和鏈路資源成本(簡稱focl方案)。

性別大戰(zhàn)博弈論模型描述了這樣一個(gè)博弈場景：在博弈中，兩個(gè)選手有一些共同利益，但共同利益有不同的結(jié)果，并有相互沖突的偏好。例如，這對夫婦寧愿看同一個(gè)電視節(jié)目，但不想單獨(dú)看到他們各自的電視節(jié)目，而這對夫婦也更喜歡看他們最喜歡的節(jié)目。

因此在本發(fā)明中，將計(jì)算資源成本和鏈路資源成本作為性別大戰(zhàn)博弈論模型中的兩個(gè)選手，其基于兩個(gè)策略：i)當(dāng)映射vnf時(shí)重用存在的虛擬機(jī)，ii)當(dāng)映射vnf時(shí)使用一個(gè)新的虛擬機(jī)。一個(gè)存在的虛擬機(jī)被用來映射vnf，它可以減少計(jì)算資源的成本，但它可能導(dǎo)致服務(wù)功能鏈有一個(gè)更長的路徑。一個(gè)新的虛擬機(jī)被用來映射vnf，它更容易找到服務(wù)功能鏈的一條接近最優(yōu)的路徑，但它可能會導(dǎo)致更高的計(jì)算資源的成本。所以每個(gè)vnf的映射過程是一個(gè)博弈的過程，計(jì)算資源成本和鏈路資源成本這兩個(gè)選手進(jìn)行博弈來決定是否使用一個(gè)已存在的虛擬機(jī)。在本發(fā)明中，將重用一個(gè)存在的虛擬機(jī)作為第一個(gè)策略(即1-s)，將使用一個(gè)新的虛擬機(jī)作為第二個(gè)策略(即，2-s)，即將計(jì)算資源成本作為第一個(gè)選手(即1-p)，將鏈路資源成本作為第二個(gè)選手(即2-p)。這個(gè)博弈策略如表1所表示。

表1博弈策略

表1中所涉及的表達(dá)式及參數(shù)的注釋如下：

當(dāng)使用一個(gè)存在的虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)的計(jì)算資源收益；

當(dāng)使用一個(gè)存在的虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)的鏈路資源收益；

cost(m^e(vnfi))：當(dāng)使用一個(gè)存在的虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)的計(jì)算資源成本；

cost(p^e(ei))：當(dāng)使用一個(gè)存在的虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)的鏈路資源成本；

m^e(vnfi)：當(dāng)使用一個(gè)存在的虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)vnfi的映射方案；

p^e(ei)：當(dāng)使用一個(gè)存在的虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)虛擬鏈路ei的映射路徑；

當(dāng)使用一個(gè)新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)的計(jì)算資源收益；

當(dāng)使用一個(gè)新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)的鏈路資源收益；

cost(mⁿ(vnfi))：當(dāng)使用一個(gè)新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)的計(jì)算資源成本；

cost(pⁿ(ei))：當(dāng)使用一個(gè)新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)的鏈路資源成本；

mⁿ(vnfi)：當(dāng)使用一個(gè)新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)vnfi的映射方案；

pⁿ(ei)：當(dāng)使用一個(gè)新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)虛擬鏈路ei的映射路徑；

其中cost(m^e(vnfi))，cost(mⁿ(vnfi))，cost(p^e(ei))和cost(pⁿ(ei))按照如下的公式計(jì)算：

cost(m^λ(vnfi))＝p(m^λ(vnfi))×ε(vnfi)×ti^p，

其中，上標(biāo)λ∈{e,n}，p^e(tei)、pⁿ(tei)分別表示當(dāng)使用一個(gè)存在的虛擬機(jī)、新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)所對應(yīng)臨時(shí)鏈路tei的映射路徑。

在該模型中，有兩個(gè)純策略納什均衡點(diǎn)，即和為了獲得vnfi的近似最優(yōu)映射方案，在本發(fā)明中選擇總收益最高的純策略納什均衡點(diǎn)為聚焦均衡點(diǎn)。聚焦均衡點(diǎn)是本發(fā)明中vnfi的映射方案。與每個(gè)vnf的映射過程是一個(gè)重復(fù)博弈的過程。上述關(guān)于公平優(yōu)化計(jì)算資源成本和鏈路資源成本，可以通過以下線性規(guī)劃(4)描述：

s.t.

λ＝{e,n}(4)

其中，表示托管vnfi的虛擬機(jī)的計(jì)算資源，上標(biāo)λ用于區(qū)分虛擬機(jī)是已存在的，還是新的，其中e表示已存在，n表示新的，下同。分別表示底層路徑的時(shí)延、可用帶寬資源。

步驟1：從待映射的服務(wù)功能鏈請求的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能集合nv＝{vnf1,vnf2,...,vnfn}的第一個(gè)vnf開始，依次為當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的每個(gè)vnfi(i＝1,…,n)確定的最終映射方案：

101：確定當(dāng)前待映射的vnfi的備選服務(wù)器集

從底層網(wǎng)絡(luò)的可用服務(wù)器集中，將滿足位置約束、計(jì)算資源需求且未曾被集合中的各vnf選擇過的服務(wù)器作為vnfi的備選服務(wù)器集

102：對備選服務(wù)器集中的每個(gè)服務(wù)器nk，將服務(wù)器nk上的一個(gè)新的虛擬機(jī)作為托管vnfi的虛擬機(jī)；

在滿足ei的鏈路資源需求xi和時(shí)延需求的前提下，從放置vnfi-1的服務(wù)器(即m(vnfi-1))到服務(wù)器nk的底層路徑中，查找一條最短路徑作為ei的映射路徑其中m(vnf0)表示用戶端，即用戶所在的物理節(jié)點(diǎn)；

生成一條連接vnfi與用戶終端的臨時(shí)鏈路tei，并將ei+1的鏈路資源需求xi+1作為tei的鏈路資源需求；在滿足tei的鏈路資源需求的前提下，從服務(wù)器nk到用戶終端的的底層路徑中，查找一條最短路徑作為tei的映射路徑

由對應(yīng)服務(wù)器nk的計(jì)算資源成本costvnfⁿ(vnfi→nk)、鏈路資源成本之和得到對應(yīng)服務(wù)器nk的總映射成本，將總映射成本最小的服務(wù)器nk記為

103：對備選服務(wù)器集中的每個(gè)服務(wù)器nj，計(jì)算服務(wù)器nj的總映射成本，查找總映射成本最小的nj并記為

其中服務(wù)器nj的總映射成本計(jì)算方式為：

判斷服務(wù)器nj上是否存在可重用的虛擬機(jī)，若否，則將服務(wù)器nj的總映射成本設(shè)置為無窮大；

若是，則將vnfi托管在可重用的虛擬機(jī)上，并在滿足連接vnfi-1與vnfi的虛擬鏈路ei的鏈路資源需求xi和時(shí)延需求的前提下，從放置vnfi-1的服務(wù)器到服務(wù)器nk的底層路徑中，查找一條最短路徑作為ei的映射路徑其中vnf0表示用戶；以及生成一條連接vnfi與用戶終端的臨時(shí)鏈路tei，并將連接vnfi與vnfi+1的虛擬鏈路ei+1的鏈路資源需求xi+1作為tei的鏈路資源需求；在滿足tei的鏈路資源需求的前提下，從服務(wù)器nj到用戶終端的底層路徑中，查找一條最短路徑作為tei的映射路徑由服務(wù)器nj的計(jì)算資源成本costvnf^e(vnfi→nj)、鏈路資源成本之和得到對應(yīng)服務(wù)器nj的總映射成本；

104：將中總映射成本最小的服務(wù)器作為放置vnfi的服務(wù)器m(vnfi)，基于服務(wù)器m(vnfi)確定vnfi的最終映射方案，包括服務(wù)器m(vnfi)、服務(wù)器m(vnfi)上的托管vnfi的虛擬機(jī)、對應(yīng)服務(wù)器m(vnfi)的ei的映射路徑；

因為定值，所以對求最大則可以直接取轉(zhuǎn)換為取cost(m^λ(vnfi))與之和最小的映射方案，其中λ∈{n,e}。

步驟2：由當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的所有vnf的最終映射方案得到當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的優(yōu)化部署方案。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

(1)適用范圍廣。傳統(tǒng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能或服務(wù)功能鏈映射算法大多是針對虛擬網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)提出的，或者沒有考慮完整的5g網(wǎng)絡(luò)中的完整服務(wù)功能鏈。本發(fā)明所提方法能適用于5g網(wǎng)絡(luò)中的完整服務(wù)功能鏈請求，因此與傳統(tǒng)的映射算法相比，本發(fā)明的適用范圍更廣。

(2)映射成本低。由于本發(fā)明提出用于線性規(guī)劃(1)的多目標(biāo)問題的三種方案，在結(jié)合vnf合并策略、虛擬機(jī)重用策略和臨時(shí)鏈路映射策略基礎(chǔ)上來獲取對服務(wù)功能鏈請求的低映射成本的部署方案，尤其是第三種方案，綜合考慮計(jì)算資源與鏈路資源成本的方式，其映射方案的成本更低。

(3)資源利用率高。由于本發(fā)明在進(jìn)行映射處理時(shí)，所使用的虛擬機(jī)重用策略、vnf合并策略和臨時(shí)鏈路映射策略能減少資源的消耗，所以，能提高資源的利用率。

(4)映射阻塞率小。由于本發(fā)明在進(jìn)行映射處理時(shí)，所使用的虛擬機(jī)重用策略，vnf合并策略和臨時(shí)鏈路映射策略能減少資源的消耗，所以，映射成功的可能性也就越大，阻塞率也就越小。

附圖說明

圖1是一個(gè)服務(wù)功能鏈請求的示意圖，其中，虛擬網(wǎng)絡(luò)功能上方的矩形框中的數(shù)字表示服務(wù)器資源需求，虛擬鏈路上方的數(shù)字表示虛擬鏈路資源需求、延遲；

圖2是一個(gè)臨時(shí)鏈路映射策略的示意圖及對比圖，其中圖2-a為不考慮臨時(shí)鏈路映射策略的映射方案，圖2-b、2-c為考慮臨時(shí)鏈路映射策略的映射方案，圖中的a～g表示不同的物理節(jié)點(diǎn)(即服務(wù)器)，虛短線表示虛擬鏈路的映射路徑，虛點(diǎn)線表示臨時(shí)鏈路的映射路徑。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

以基于sdn的5g網(wǎng)絡(luò)作為實(shí)施對象，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以將本發(fā)明所提出的優(yōu)化部署方案(映射服務(wù)功能鏈的方法)部署在sdn的控制路由器中的控制層上，sdn控制路由器可以調(diào)度自身帶有的控制管理功能收集全網(wǎng)信息，獲取網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)資源情況，以及鏈路的資源，時(shí)延等信息。通過這種集中式的控制方式該路由器就可以獲取全網(wǎng)的拓?fù)湟约跋鄳?yīng)的資源信息。當(dāng)有服務(wù)功能鏈請求到來時(shí)，sdn控制路由器可以根據(jù)自己所掌握的全網(wǎng)信息，調(diào)度部署在其控制層上的基于服務(wù)功能鏈的映射方法，計(jì)算出映射成本、拒絕率等關(guān)鍵參數(shù)，并反饋給運(yùn)營商。

部署了本發(fā)明的focl方案的sdn控制路由器對多個(gè)服務(wù)功能鏈請求的在線映射處理時(shí)，首先定義離去的服務(wù)功能鏈請求集合為expiredsfc，定義服務(wù)功能鏈請求的到達(dá)隊(duì)列為arrivedsfc。在隊(duì)列arrivedsfc中，每個(gè)服務(wù)功能鏈請求一個(gè)接著一個(gè)被映射。定義由于底層網(wǎng)絡(luò)資源不足而被阻塞的服務(wù)功能鏈請求集合為sfcblo(簡稱被阻塞的映射請求集合sfcblo)。則對多個(gè)服務(wù)功能鏈請求的在線處理過程為：

輸入：

1、底層網(wǎng)絡(luò)資源，包括底層網(wǎng)絡(luò)g^s＝(n^s,e^s)、底層網(wǎng)絡(luò)的資源約束sc＝(c^e,cⁿ,lⁿ)、所有端到端的底層路徑集合p。其中n^s表示底層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器集合、路由器集合，e^s表示底層網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路集合，c^e表示物理鏈路的屬性，如帶寬、時(shí)延、單位成本等，cⁿ表示底層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和路由器的屬性，其中服務(wù)器的屬性包括服務(wù)器資源的單位成本、服務(wù)器資源(如cpu、存儲器和儲存容量)等，路由器的屬性主要指路由器的處理能力，lⁿ表示底層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、路由器的位置；

2、一個(gè)達(dá)到的服務(wù)功能鏈請求隊(duì)列arrivedsfc，其中每個(gè)服務(wù)功能鏈請求包括其虛擬網(wǎng)絡(luò)(虛擬網(wǎng)絡(luò)功能集合nv、虛擬鏈路集合ev)以及放置約束(各vnf的資源約束集合cn、虛擬鏈路資源約束集合ce、虛擬鏈路的最大時(shí)延約束集合cd、vnf的放置位置約束集合ln、用戶的位置lu、服務(wù)終端的位置lt)。

輸出：映射代價(jià)和被阻塞的映射請求集合sfcblo。

步驟1：初始

步驟2：如果就執(zhí)行步驟3；否則，轉(zhuǎn)到步驟10。

步驟3：如果就更新底層網(wǎng)絡(luò)資源，使否則，轉(zhuǎn)步驟4。

步驟4：從arrivedvdc中取出隊(duì)首的服務(wù)功能鏈請求sfck，其中下標(biāo)k為服務(wù)功能鏈請求的標(biāo)識符。

步驟5：調(diào)用sfcm算法映射sfck。

步驟6：如果找到sfck的一個(gè)映射方案就執(zhí)行步驟7；否則，轉(zhuǎn)步驟8。

步驟7：令并更新底層網(wǎng)絡(luò)資源，然后轉(zhuǎn)步驟9，其中表示映射方案的映射代價(jià)，即sfck的所有vnf的總映射成本(計(jì)算資源成本+鏈路資源成本)之和。

步驟8：更新sfcblo＝sfcblo∪{sfck}。

步驟9：更新arrivedsfc＝arrivedsfc-sfck，然后轉(zhuǎn)步驟2。

步驟10：返回sfcblo。

上述步驟5中所涉及的sfcm算法被用于為一個(gè)服務(wù)功能鏈請求中的每個(gè)vnf找到一個(gè)映射方案，同時(shí)找到服務(wù)功能鏈請求的映射路徑，并分配資源給每個(gè)vnf和每條虛擬鏈路。sfcm算法找到每個(gè)vnf使用一個(gè)存在虛擬機(jī)和一個(gè)新虛擬機(jī)的映射方案，然后通過性別大戰(zhàn)博弈模型決定最終的映射方案。sfcm算法找出映射成本最小的映射方案作為最終的映射方案這個(gè)映射方案包括映射成本、vnf的映射記錄(放置的服務(wù)器、托管的虛擬機(jī))、和服務(wù)功能鏈鏈路的映射記錄(連接當(dāng)前vnf和上一個(gè)vnf的虛擬鏈路的映射路徑)。

輸入：

1、底層網(wǎng)絡(luò)g^s＝(n^s,e^s)、底層網(wǎng)絡(luò)的資源約束sc＝(c^e,cⁿ,lⁿ)、所有端到端的底層路徑集合p。

2、一個(gè)服務(wù)功能鏈請求gv＝(nv,ev)和放置約束pc＝(cn,ce,cd,ln,lu,lt)，如圖1所示。

輸出：映射方案

步驟501：將所有可用的服務(wù)器儲存在u^s中。

步驟502：從第一個(gè)vnf開始，依次遍歷nv中的每一個(gè)vnfi，執(zhí)行下一步，如果nv中的每一個(gè)vnf已經(jīng)遍歷完，就轉(zhuǎn)步驟512；

步驟503：遍歷底層網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)服務(wù)器nk∈u^s，執(zhí)行下一步，如果底層網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器已經(jīng)遍歷完，就轉(zhuǎn)步驟507；

步驟504：如果且nk未被這個(gè)服務(wù)功能鏈請求中的其他vnf使用或滿足vnf合并策略，執(zhí)行步驟505至步驟506；

步驟505：將當(dāng)前vnfi映射到服務(wù)器nk上的一個(gè)新虛擬機(jī)上，并計(jì)算和記錄costvnfⁿ(vnfi→nk)根據(jù)公式(5)；

步驟506：基于當(dāng)前vnfi被放置的服務(wù)器nk，生成一條從nk到用戶終端所在服務(wù)器(由服務(wù)終端的位置lt得知)的臨時(shí)鏈路tei，該臨時(shí)鏈路tei的虛擬鏈路資源約束為xi+1；

再采用dijkstra算法(最短路徑算法)，基于底層路徑集合p，在滿足帶寬和時(shí)延約束的條件下找到鏈路ei(連接vnfi與vnfi-1的虛擬鏈路)和臨時(shí)鏈路tei的最短的底層路徑和計(jì)算和記錄根據(jù)公式(6)，計(jì)算和記錄vnfi的總映射成本tcostvnfⁿ(vnfi→nk)根據(jù)公式(9)，再轉(zhuǎn)至步驟503；

步驟507：遍歷底層網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)服務(wù)器nj∈u^s，執(zhí)行步驟508，如果底層網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器已經(jīng)遍歷完，就轉(zhuǎn)步驟511；

步驟508：如果和nj未被這個(gè)服務(wù)功能鏈請求中的其他vnf使用或滿足vnf合并策略，執(zhí)行步驟509至步驟510；

步驟509：判斷服務(wù)器nj上是否存在可重用的虛擬機(jī)，若否，則將服務(wù)器nj的總映射成本設(shè)置為無窮大，并轉(zhuǎn)至步驟507；若是，則執(zhí)行步驟510；

步驟510：將vnfi托管在可重用的虛擬機(jī)上，并計(jì)算和記錄costvnf^e(vnfi→nj)根據(jù)公式(7)；

同時(shí)，基于當(dāng)前vnfi被放置的服務(wù)器nj，生成一條從nj到用戶終端所在服務(wù)器(由服務(wù)終端的位置lt得知)的臨時(shí)鏈路tei，該臨時(shí)鏈路tei的虛擬鏈路資源約束為xi+1；

再使用dijkstra算法找到鏈路ei和臨時(shí)鏈路tei的最短底層路徑和計(jì)算和記錄根據(jù)公式(8)，計(jì)算和記錄vnfi的總映射成本tcostvnf^e(vnfi→nj)根據(jù)公式(10)，轉(zhuǎn)至步驟507；

步驟511：在所有使用新虛擬機(jī)映射vnfi的映射方案中找到一個(gè)總映射成本tcostvnfⁿ(vnfi→nk)最小的映射方案；在所有使用存在的虛擬機(jī)映射vnfi的映射方案中找到一個(gè)總映射成本tcostvnf^e(vnfi→nj)最小的映射方案；根據(jù)公式(11)從這兩個(gè)方案中找到映射成本最小的方案作為vnfi的最終映射方案m^*(vnfi)，并且更新當(dāng)前服務(wù)功能鏈請求的映射方案返回步驟502，其中的初始值為空集；

步驟512：返回

當(dāng)使用服務(wù)器nk上的一個(gè)新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)，vnfi的映射成本能根據(jù)公式(5)計(jì)算，虛擬鏈路ei的映射成本可以根據(jù)公式(6)計(jì)算：

costvnfⁿ(vnfi→nk)＝p(nk)ε(vnfi)ti(5)

當(dāng)使用服務(wù)器nj上的一個(gè)存在的虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)，vnfi的映射成本能根據(jù)公式(7)計(jì)算，虛擬鏈路ei的映射成本可以根據(jù)公式(8)計(jì)算：

costvnf^e(vnfi→nj)＝p(nj)ε(vnfi)max{ti-to,0}(7)

當(dāng)使用服務(wù)器nk上的一個(gè)新虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)，最小的總映射成本能根據(jù)公式(9)計(jì)算：

當(dāng)使用服務(wù)器nj上的一個(gè)存在的虛擬機(jī)映射vnfi時(shí)，最小的總映射成本能根據(jù)公式(10)計(jì)算：

vnfi的最小總映射成本能根據(jù)公式(11)計(jì)算：

tcostvnf(vnfi→nm)＝min{tcostvnfⁿ(vnfi→nk),tcostvnf^e(vnfi→nj)}(11)

其中nm為nk或nj，若tcostvnfⁿ(vnfi→nk)、tcostvnf^e(vnfi→nj)計(jì)算結(jié)果相同，則任取其一。

參考如圖2，在包括2個(gè)vnf的服務(wù)功能鏈請求中，用戶(user)被放置在物理節(jié)點(diǎn)a上，服務(wù)終端(terminal)被放置在物理節(jié)點(diǎn)g上，當(dāng)放置vnf1時(shí)，假設(shè)可選的物理節(jié)點(diǎn)有b、d，若只考慮局部最優(yōu)映射，則兩個(gè)備選皆滿足，而當(dāng)選擇物理節(jié)點(diǎn)b時(shí)(圖2-a)，則會導(dǎo)致vnf1遠(yuǎn)離服務(wù)終端，因此本發(fā)明通過臨時(shí)鏈路tei來約束vnf1不偏離服務(wù)終端太遠(yuǎn)，在計(jì)算vnf1與用戶之間的鏈路資源成本時(shí)，將臨時(shí)鏈路tei的映射路徑也考慮進(jìn)去，對e1的鏈路資源成本來說，其為：t1×((物理路徑a→d的單位成本)×x1+(物理路徑d→g的單位成本)×x2)。從而使得在相同單位成本的情況下，選擇物理節(jié)點(diǎn)d(圖2-b)的鏈路資源成本更小。然后再結(jié)合vnf合并策略、虛擬重用策略來考慮總映射成本最小的規(guī)則確定vnf2的物理節(jié)點(diǎn)，從而得到該服務(wù)功能鏈請求的映射方案，如圖2-c所示，其對應(yīng)的底層路徑為：a→d→e→g。若不通過臨時(shí)鏈路tei，則可能會得到如圖2-a的底層路徑，即a→b→c→f→i→h→g，將明顯增加其鏈路資源成本。

因此，本發(fā)明在將底層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器資源和帶寬資源分配給動態(tài)到來的每個(gè)服務(wù)功能鏈請求時(shí)，通過在部署時(shí)考慮vnf合并策略、虛擬重用策略以及臨時(shí)鏈路策略的部署方式，達(dá)到在提高服務(wù)功能鏈請求的映射成功率、底層網(wǎng)絡(luò)的資源利用率的同時(shí)，盡可能使得總的映射花銷最小。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，本說明書中所公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換；所公開的所有特征、或所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以任何方式組合。