本发明涉及用于实例化包括至少一个虚拟网络功能组件的虚拟网络功能的装置、方法和计算机程序产品。
背景技术：
应用在本说明书中使用的缩写的以下含义：
APN 接入点名称
BSS 业务支持系统
cNG 云NG（诺基亚产品名称）
IE 信息元素
EM 元件管理器
ETSI 欧洲电信标准协会
NFV 网络功能虚拟化
NFVI NFV基础结构
NFV-MANO NFV管理和编排
NFVO 网络功能虚拟化编排器
NG 网络网关（诺基亚产品名称）
NM 网络管理器
NS 网络服务
OSS 操作支持系统
SG 服务组
SLA 服务水平协议
VDU 虚拟部署单元（也称为虚拟化部署单元）
VNF 虚拟网络功能（也称为虚拟化网络功能）
VNFC VNF组件
VNCFI VNFC实例
VNFD VNF描述符
VNFM VNF管理器
VIM 虚拟化基础结构管理器
VM 虚拟机
本发明的实施例涉及网络功能虚拟化（NFV）。在图1中描绘了如由ETSI NFV规定的适用的参考架构。
在下文中，给出了与图1中所示的元件有关的一些定义：
网络功能（NF）：网络基础结构内的功能块，其具有良好定义的外部接口和良好定义的功能行为。实际上，网络功能现今通常是网络节点或物理器械。
网络功能虚拟化（NFV）：通过使用虚拟硬件抽象将网络功能与它们运行在其上的硬件分离的原理
网络功能虚拟化基础结构（NFVI）：构建其中部署VNF的环境的所有硬件和软件组件的全体。NFV基础结构可以跨越若干个位置，例如，其中操作数据中心的地方。在这些位置之间提供连接的网络被认为是NFV基础结构的一部分。
网络功能虚拟化管理和编排（NFV-MANO）：由NFVO、VNFM和VIM共同提供的功能
网络功能虚拟化编排器（NFVO）：管理网络服务（NS）生命周期并协调NS生命周期、VNF生命周期（由VNFM支持）和NFVI资源（由VIM支持）的管理以确保必要资源和连接的优化分配的功能块。
虚拟机（VM）：虚拟化计算环境，其行为非常像物理计算机/服务器。
虚拟网络：虚拟网络在VM实例的网络接口和物理网络接口之间路由信息，从而提供必要的连接。虚拟网络由其可允许的网络接口的集合限制。
虚拟化基础结构管理器（VIM）：通常在一个操作者的基础结构域（例如NFVI-PoP）内负责控制和管理NFVI计算、存储和网络资源的功能块。
虚拟化网络功能（VNF）：可以部署在网络功能虚拟化基础结构（NFVI）上的NF的实现。
虚拟化网络功能管理器（VNFM）：负责VNF的生命周期管理的功能块。
为了验证虚拟网络功能（VNF）并控制其生命周期操作，由VNF提供者为每个VNF创建一组制品（artifact）。该组制品被称为VNF包。它包括图像和所有需要的元数据描述符。ETSI GS NFV-MAN 001 v1.1.1（2014-12）描述了VNF描述符（VNFD）的信息元素（IE）。正在进行的标准化活动（ETSI GS NFV IFA011）旨在创建VNF封包规范。
虚拟部署单元（VDU）是在信息模型中使用的构造体，其支持对VNF的子集或者整个VNF（如果其未以子集进行组件化的话）的部署和操作行为的描述。VDU在其被调用时是“声明时间”元件。VDU被用于实例化VNF组件（VNFC）。
然而，VNF的实例化可能需要相当大量的资源。
技术实现要素：
本发明的实施例解决了这种情况，并且旨在克服上述问题并减少用于实例化虚拟网络功能的资源量。
根据本发明的第一方面，一种包括至少一个处理电路和用于存储要由处理电路执行的指令的至少一个存储器的装置，其中至少一个存储器和指令被配置为与至少一个处理电路一起使该装置至少：实例化虚拟网络功能，其中虚拟网络功能包括至少一个虚拟网络功能组件，每个虚拟网络功能组件由虚拟部署单元描述，并且至少一个虚拟部署单元被指示为不活动虚拟部署单元，其中至少一个存储器和指令被配置为与至少一个处理电路一起使该装置在实例化虚拟网络功能时仅实例化在实例化虚拟网络功能时未由不活动部署单元描述的虚拟网络功能组件。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于在虚拟网络功能管理器中使用的方法，该方法包括：
实例化虚拟网络功能，其中虚拟网络功能包括至少一个虚拟网络功能组件，每个虚拟网络功能组件由虚拟部署单元描述，并且至少一个虚拟部署单元被指示为不活动虚拟部署单元，以及
在实例化虚拟网络功能时仅实例化在实例化虚拟网络功能时未由不活动部署单元描述的虚拟网络功能组件。
第一方面和第二方面可以如下那样修改：
例如，不活动虚拟部署单元可以由虚拟部署单元的特定信息元素指示为不活动，其中用于不活动虚拟部署单元的信息元素的值指示最小实例数量可以为零。
此外，特定信息元素可以为“扩缩容（scale_in_out）”，并且用于不活动虚拟部署单元的信息元素的值可以为零。
特定信息元素可以为“实例数量”，并且用于不活动虚拟部署单元的信息元素的值可以为零。
此外，可以在实例化虚拟网络功能之后实例化由不活动虚拟部署单元描述的虚拟网络功能组件。
可以响应于从应用接收到触发而实例化由不活动虚拟部署单元描述的虚拟网络功能组件。
可以通过执行扩容（scale out）操作来实例化由不活动虚拟部署单元描述的虚拟网络功能组件。
可以通过执行专用操作来实例化由不活动虚拟部署单元描述的虚拟网络功能组件。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序产品，其包括用于在处理部件或模块上运行时执行根据第二方面和/或其修改的方法的代码部件。计算机程序产品可以体现在计算机可读介质上，和/或计算机程序产品可以可直接加载到计算机的内部存储器中和/或可通过上传、下载和推送过程中的至少一个经由网络传送。
根据本发明的第四方面，提供了一种装置，其包括：
用于实例化虚拟网络功能的部件，其中虚拟网络功能包括至少一个虚拟网络功能组件，每个虚拟网络功能组件由虚拟部署单元描述，并且至少一个虚拟部署单元被指示为不活动虚拟部署单元，以及
用于在实例化虚拟网络功能时仅实例化在实例化虚拟网络功能时未由不活动部署单元描述的虚拟网络功能组件的部件。
附图说明
这些和其他目的、特征、细节和优点将从结合附图进行的本发明的实施例的以下详细描述中变得更加完全明显，其中：
图1图示了用于NFV的适用参考架构，以及
图2示出了根据本发明的实施例的管理元件/功能的简化结构。
具体实施方式
在下文中，将对本发明的实施例进行描述。然而，应理解的是，描述仅以示例的方式给出，并且所描述的实施例绝不应被理解为将本发明限制于此。
如上所述，本发明的实施例旨在减少与实例化虚拟网络功能有关的资源。如ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1（2014-12）中描述的现有ETSI NFV MANO模型使用当VNF被实例化时的VNF的所有VDU，并基于这些VDU实例化VNFC实例（VNFCI）。可能存在VNF实例化时不需要的一些VNFC。这些VNFC将在由应用特征触发的运行时中被实例化。这样的情况的示例是云NG（cNG）的“服务组”（SG）特征。SG链接到特定接入点名称（APN），并使用专用的VM来服务针对这些APN的会话。因此，SG构成VNFC并由VDU描述，但是它们的当VNF被实例化时的实例化导致资源的损失，如果SG没有按应用被激活的话。
比如如上所述的SG的VNFC必须被包括在相关的VNFD中，即适当的VDU必须被包括在VNFD中。目前，“实例化VNF”操作将实例化当VNF被实例化时不自动需要的VNFC，从而消耗来自NFV基础结构（NFVI）的无用资源并用评估针对所述VNFC需要的动态弹性的任务不必要地加载弹性组件。修复机制也将继续进行在任何故障后修复相关的VM，但实际上不修复任何事物，因为相关的VM将不被VNF使用。总而言之，整个NFV架构将负担携带对VNF无用的一组VM。
换言之，在NFV中，针对每个虚拟网络功能（VNF），虚拟部署单元（VDU）被用于描述VNF的部署和操作行为。更具体而言，在大多数情况下，VNF由多个VNF组件（VNFC）构成，并且针对每个单独的VNFC，VDU可以被用于其实例化。目前，每当VNF被实例化时，所有相关的VDU都被使用。也就是说，当VNF被实例化时，所有的VDU（与整体VNF相关）都被使用并且所有组件被实例化为VNFC实例（VNFCI）。然而，一些VNFC可能不会（立即）对整体VNF的操作需要。
根据本发明的一些实施例，提出了使用一种“休眠”VDU（也称为不活动VDU）来解决上述问题。具体而言，这样的休眠VDU在VNF被实例化时将不被实例化。
此外，还提出了用于实例化休眠VDU的自定义VNF操作。
这两个提案构成了在ETSI GS NFV-MAN 001 v1.1.1（2014-12）中描述的目前的MANO模型的扩展。
因此，根据本发明的一些实施例，提出了当实例化VNF时将不总是实例化所有VDU，但也可以将VDU生成为“休眠”VDU。以此，VDU仍然是整个VNF描述的一部分，但它们将不必直接实例化。这些“休眠”VDU将仅在操作期间需要时实例化。因此，在VNF的初始实例化期间可以有利地节约资源。
休眠VDU允许VNF提供者在实例化VNF时选择要被实例化的VDU，并且相关的自定义操作是用于实例化休眠VDU的触发点。以此方式处理了上述所有问题。
应注意的是，被实例化（或实例化）在本说明书的上下文中意味着例如虚拟网络部分中的通信网络中作用的虚拟网络功能被部署、开启、激活、或以某种其他方式使得可用于其他通信网络元件或功能。
在下文中，参考图2描述本发明的一般实施例。
具体而言，图2示出了作为根据本发明的实施例的装置的示例的管理元件/功能1。根据一些实施例，管理元件/功能1可以为VNF管理器（VNFM）。管理元件/功能1包括作为至少一个处理电路的示例的处理器/控制器11和作为用于存储要由处理电路执行的指令的至少一个存储器的示例的存储器12。
存储器12和指令被配置为与处理器11一起使管理元件/功能1实例化虚拟网络功能，其中虚拟网络功能包括至少一个虚拟网络功能组件，每个虚拟网络功能组件由虚拟部署单元描述，并且至少一个虚拟部署单元被指示为不活动虚拟部署单元，其中存储器12和指令被配置为与处理器11一起使管理单元/功能1在实例化虚拟网络功能时仅实例化在实例化虚拟网络功能时未由不活动部署单元描述的虚拟网络功能组件。
因此，根据上述的一般实施例，一些VDU可以被指示为在实例化虚拟网络功能时不被实例化（即，不被用于实例化对应的虚拟网络功能组件（VNFC））的不活动VDU或休眠VDU。
因此，在实例化VNF时不需要的VNFC可以稍后在必要时被实例化。因此，可以节约不必要的资源。
另外，管理元件/功能1还可以包括连接到处理器或处理功能11的输入/输出（I/O）单元或功能（接口）13。I/O单元13可以用于与如结合图1所描述的其他管理实体或功能进行通信，例如诸如OSS/BSS、NFVO、VIM等。
在下文中，描述了本发明的更详细的实施例。
如上所述，VDU描述了VNFC的部署和操作方面。VDU是VNFD的一部分。部署指的是资源需要加上约束（例如亲和性（affinity））以及VNFC的实例化/激活；操作指的是部署之后的生命周期动作，比如扩容等。VNFC实例针对单个虚拟化容器（其是提供隔离的虚拟化计算环境的计算节点的分区（服务器的抽象定义））1：1映射，并且从VDU创建VNFC实例。
因此，VDU被用于实例化VNFC，并且当VNF被实例化时，VNFM使用VNFD和VNFD中的VDU来实例化必要的VNFC以构成VNF实例。
如上所述，本发明的实施例涉及这样的场景，其中VNFD可以包含用于特定VNFC的VDU描述，但是在VNF部署（VNF的实例化）期间，特定VNFC可能不被需要。该特定VNFC的实例化可以被认为是扩容操作或者甚至是用于实例化特定VNFC的新操作。实例化触发可能来自应用。
用于支持该场景的用例可以是以下：可能存在只有在特定应用服务在使用中时才需要（其实例）的某些特定VNFC类型。因此，可能的是，VNF处于启动和运行中，而该特定VNFC类型未被实例化。
因此，可能的是，VNF需要例如被扩容，例如在告知也实例化特定VNFC的第一实例的EM的请求时。因此，动态VDU意味着在用于VNF的VNFD中描述VDU，但是在VNF实例化过程期间可能不需要从该VDU实例化任何单个VNFC。从该VDU实例化VNFC可能作为扩容操作或新供应商特定操作而发生。
因此，根据本发明的实施例，提出了VNFD支持动态VDU的描述，并且MANO功能块应支持作为扩容或供应商特定操作的从VDU的特定VNFC（第一实例）的实例化。
应注意的是，扩缩操作在本说明书的上下文中意味着例如改变虚拟化资源的配置（扩大（例如增加CPU）或缩小（例如移除CPU））、增加新的虚拟化资源（扩容（例如增加新的VM）、关闭和移除实例（缩容）、或释放一些虚拟化资源（缩小）。也就是说，通常VNF的“扩容”意味着VNF的容量增加。
在下文中，通过参考ETSI GS NFV-MAN 001 v1.1.1（2014-12）给出了关于可以如何描述休眠VDU的一些示例。
1. ETSI GS NFV-MAN 001 v1.1.1（2014-12）第6.3.1.2.1节中规定的“扩缩容”IE（vnfd：vdu：扩缩容）可以允许从值0开始。这意味着最小实例数量可以为零；即相关的VNFC未被实例化。
2.可以允许ETSI GS NFV-MAN 001 v1.1.1（2014-12）第6.3.1.5.1节中规定的“实例数量”IE（vnfd：部署_特色：构成_vdu：实例数量）从值0开始。
这被认为是在现有MANO模型的上下文中支持休眠VDU的自发方式，其给予操作者基于特色决定是否将在VNF实例化期间实例化休眠VDU的选项。
在运行时中，应用可能需要休眠VNFC的功能，然后VNFC将被实例化。对于上面提到的SG示例，用例是特定公司（新的或现有的）的操作者需要使用SG，例如以使HW专用于服务该公司（由于SLA）。然后，休眠VDU将被实例化。预见两种替代方案：
1. 休眠VDU被实例化为“扩缩VNF”操作，如ETSI GS NFV-MAN 001 v1.1.1（2014-12）第7.2.4.2节中描述的。
2. 休眠VDU经由新的VNF自定义操作实例化，ETSI GS NFV-MAN 001 v1.1.1（2014-12）第7.2.4.2节中描述的操作列表的扩展。
为了尽可能少地影响目前的MANO模型，第一选项是优选的。具体而言，对于SG用例，当对应的VNF管理器（VNFM）的能力足够时，第一选项是优选的。
然而，优选方式将是第二选项，因为它向VNFM给出灵活性和清晰的编排任务。在第一选项的情况下，VNFM将必须编排“实例化VDU”工作流，尽管操作是“扩缩”。自定义操作允许VNFM将不同的工作流应用于“扩缩”情况，例如，“实例化VDU”可能实例化两个增量以避免单点故障，而扩缩可能实例化单个增量（潜在地在2N个高可用性模式下由2个VM构成）。自定义操作可以被建模并潜在地参数化。
因此，根据本发明的一些实施例，当实例化VNF时，仅实例化实际需要的那些VDU，并且其他VDU也可以被生成为休眠VDU。以此方式，可以有利地节约VNF资源。
应注意的是，本发明不限于上述实施例。具体而言，修改和变化是可能的。
例如，被配置为用作VNFM的图2中所示的管理元件/功能1可以包括除下文中所描述的那些之外的另外的元件或功能。此外，即使提到了网络元件、管理实体或功能，元件、实体或功能也可以为具有类似任务的另一设备或功能，诸如芯片组、芯片、模块、应用等，其也可以为网络元件的一部分或作为单独元件附接到网络元件等。应理解的是，每个块及其任何组合可以通过各种方式或其组合来实现，诸如硬件、软件、固件、一个或多个处理器和/或电路。
图2中所示的管理元件或功能的处理器11还可以为或包括处理电路、处理功能或控制单元，诸如CPU等，其适于执行由与控制过程相关的程序等给出的指令。处理器11可以包括专用于如上面结合图2所描述的特定处理的一个或多个处理部分或功能，或者处理可以在单个处理器或处理功能中运行。例如，用于执行这样的特定处理的部分也可以作为离散元件提供，或者在一个或多个另外的处理器、处理功能或处理部分内提供，诸如在比如CPU的一个物理处理器中或者在一个或多个物理或虚拟实体中。
图2中所示的I/O单元13可以为包括朝向若干个管理实体的通信设备的组合单元，或者可以包括具有用于不同实体的多个不同接口的分布式结构。图2中所示的存储器12可以为例如可用于存储要由处理器或处理功能11执行的数据和程序和/或作为处理器或处理功能11的工作存储的存储器。应注意的是，存储器12可以通过使用相同或不同类型的存储器的一个或多个存储器部分来实现。
应理解的是，以上修改中的任何一个可以单独地或组合地应用于它们所涉及的相应方面和/或实施例，除非它们被明确地声明为排除替代方案。
为了如上文所述的本发明的目的，应注意的是
1)- 可能被实现为软件代码部分并且使用网络元件或终端（作为设备、装置和/或其模块的示例，或者作为包括装置和/或因此模块的实体的示例）处的处理器运行的方法步骤是软件代码无关的，并且可以使用任何已知的或将来开发的编程语言来指定，只要保留由方法步骤所定义的功能；
2)- 通常，任何方法步骤都适合作为软件或通过硬件来实现，而不在所实现的功能方面改变本发明的思想；
3)- 可能被实现为上面定义的装置或其任何（多个）模块处的硬件组件（例如，执行根据如上所述的实施例的装置的功能的设备，eNode-B等，如上所述）的方法步骤和/或设备、单元或部件是硬件无关的，并且可以使用任何已知的或将来开发的硬件技术或者这些的任何混合来实现，诸如MOS（金属氧化物半导体）、CMOS（互补MOS）、BiMOS（双极MOS）、BiCMOS（双极CMOS）、ECL（发射极耦合逻辑）、TTL（晶体管-晶体管逻辑）等，其使用例如ASIC（专用IC（集成电路））组件、FPGA（现场可编程门阵列）组件、CPLD（复杂可编程逻辑器件）组件或DSP（数字信号处理器）组件；
4)- 设备、单元或部件（例如，上面定义的装置或它们相应的单元/部件中的任何一个）可以被实现为单独的设备、单元或部件，但是这并不排除它们遍及系统以分布式方式实现，只要设备、单元或部件的功能被保留；
5)- 装置可以由半导体芯片、芯片组或者包括这样的芯片或芯片组的（硬件）模块来表示；然而，这并不排除装置或模块的功能被实现为（软件）模块中的软件（诸如计算机程序或包括用于在处理器上运行/执行的可执行软件代码部分的计算机程序产品）而不是硬件实现的可能性；
6)- 设备可以被认为是装置或多于一个装置的组装件，例如不管在功能上彼此协作还是在功能上彼此独立但是在同一设备外壳中。
应注意的是，上述的实施例和示例仅仅是为了说明的目的而提供的，并且决不意图将本发明限制于此。更确切地说，意图是包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有变化和修改。