多交换节点协同的元能力编排方法
【专利说明】多交换节点协同的元能力编排方法
[0001] (一）、技术领域；本发明设及一种元能力编排方法，特别是设及一种多交换节点 协同的元能力编排方法。
[0002] (二）、【背景技术】：随着当前网络服务日趋多样，网络应用日趋丰富，传统互联网的 服务模式正面临着各种各样的挑战。一方面，用户层面的网络应用发展十分迅速，尤其是 google,化cebook等服务提供商开放服务接口进一步激发了上层应用对功能的需求日益增 多；另一方面，底层的网络功能十分有限，大部分网络设备功能封闭，阻止了开发者开发新 型的网络功能。上层应用与底层网络发展的不匹配是传统互联网设计面临的挑战。为了使 底层网络能够实现功能开放，向开发者提供开发底层网络功能的机会，业界提出了一些新 型的网络体系结构。它们大多将数据平面与控制平面分离，控制面和数据面采用统一的标 准接口协议连接。该使得能够开发底层网络功能不再仅是设备提供商，同时也拓展到了任 何第S方组织和公司。
[0003] 网络功能的开放将极大地推动网络功能的革新。随着网络功能的创新，网络中会 出现大量细粒度的功能模块，而且同一个功能模块会有大量的不同开发者提供的实例在网 络中共存。因此，上层的网络应用在用到某网络功能时有很多可供选择的实例。此外，网络 管理者也有更大更自由的管控空间选择不同的实例进行组合来应对不同的性能需求。
[0004] 然而，协同地管理散布在网络中的功能模块及其实例却十分困难。一方面，网络并 未给开发者提供统一的功能模块定义，导致第=方的开发者开发出的网络功能模块粒度不 一，功能粗放，难W统一组织。另一方面，网络也未向开发者提供统一的接口，该导致网络功 能模块之间无法协同工作。此外，如何将网络模块进行组合，如何选择符合上层需求的功能 实例，都是亟待解决的问题。 (H)、
【发明内容】
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[0005] 本发明要解决的技术问题是：提供一种多交换节点协同的元能力编排方法，该方 法能实现多交换节点间元能力的协同工作，便于开发者开发网络功能，W及网络管理员实 现多样化的策略，加快网络功能的创新。
[0006] 本发明的技术方案；
[0007] 一种多交换节点协同的元能力编排方法，含有下列步骤：
[000引步骤1 ;采用功能组合策略对网络管理员的网络节点管理方法进行描述，并将产 生的策略集标准化，即向开发者提供标准的策略库；
[0009] 步骤2 ;通过全局的网络视图，采用元能力组合方法将多个交换节点的元能力编 排起来，该元能力组合方法包含"策略-组合链-执行路径"的映射过程。
[0010] 元能力的要素描述包括一个九元组结构，S: = <T,I，0, 1化B,E,F,R,A〉，即，< 类 型，输入接口集，输出接口集，标识，执行体，事件集，Facet分类，资源，属性集〉（参见 申请号为化201310307096. 1的《一种数据传输方法及装置》中的描述）。
[0011] 步骤2中的策略含有目标集、元能力集和需求集；目标集是要执行操作的目标集 合（如在流量工程中，它是一些流的集合）；元能力集是用类型标识的元能力列表，元能力 集中的元能力是有序排列的，而且目标集必须遍历元能力集里面的全部元能力；需求集限 定了完整的处理流水线所要遵循的性能需求，需求集采用服务质量指标表述全局处理的行 为约束。
[0012] 策略由网络运营商或网络管理员配置，根据该策略，针对不同的应用场景采用不 同的计划来管控网络。
[0013] 步骤2中"策略-组合链-执行路径"的映射过程分为两步，分别为"策略-组合 链"映射和"组合链-执行路径"映射，具体如下：
[0014] 步骤2. 1 策略-组合链"映射；一串包含元能力集的所有元素的有序集合被目标 集和需求集参数化，生成了一个有明确目标和请求的组合链；
[00巧]"策略-组合链"映射表示为，其中，PcOxCxO .g代表参数化 过程，P代表组合策略，0代表目标集，C代表元能力集，D代表需求集；映射值为表示 一个包含了一串元能力的有序集合，且包含了C的所有元素，是一个目标为0、需求为D的 参数化了组合链；
[0016] 步骤2. 2 组合链-执行路径"映射对每个元能力选择一个实例，根据元能力实 例的分布视图和网络拓扑，最终计算得到可行的执行路径；
[0017] "组合链-执行路径"映射描述为；f={/I/ :含,含,，其中"一"代表映 射过程；乂 乂，...A}，其中4代表组合链^勺第i个元能力；￡, ={eAae}代 表元能力的所有实例集，其中符号"a"代表实例化，也即。/iae，，代表e是元能力的 实例；如果F非空的话，"组合链-执行路径"映射会成功，即对于组合链[\至少有一个可 行的执行路径存在。
[0018] "组合链-执行路径"映射方法采取"全局组合方法"，"全局组合方法"考虑了组合 链中元能力之间的合作关系，其步骤如下：
[0019] 步骤2.2. 1 ;对于元能力集中的每个元能力，分别选取其中一个实例，得到一条实 例化后的组合链；W此方法，得到实例化后的组合链集合；
[0020] 步骤2. 2. 2 ;根据网络实例部署视图和网络节点拓扑，选取符合网络连通性的可 行组合链集合；
[0021] 步骤2. 2. 3 ;在考虑整体的性能指标约束前提下，在可行组合链集合中选取最优 组合链。
[0022] 该方法能够充分地利用全局性能需求，将多个交换节点内的元能力实例编排，通 过各个元能力实例指标之间的互补，计算满足用户需求的处理流水线。
[0023] 每个元能力都拥有一个候选的实例集合，需要从该个集合中选取一个实例来执行 相关的具体操作。当组合链上所有的元能力都实例化之后，一个处理流水线即可实现，即执 行路径。将组合链的各个元能力实例化即可组成一条执行路径。
[0024] 步骤2. 2. 3可W描述为一个0-1线性规划问题，令g为线性规划问题的一个解，那 么可W称该个解是模拟退火方法的一个状态，令S是状态空间，它由可行解构成；采用模 拟退火方法选取最优组合链，包括W下步骤：
[0025] 步骤2. 2. 3. 1 ;从状态空间中选取系统的初始状态，并确定初始温度；
[0026] 步骤2. 2.3. 2;从状态集合空间随机选取一个状态，设为初始状态；S (g)是能 从状态g到达的状态集合；在控制温度T的情况下，计算从状态g到达状态g'的概率 PT(g，g'），其中g'代表状态集空间中除g之外的一个状态；
[0027] 步骤2. 2. 3. 3 ;依从状态g到达状态g'概率Pt(g，g'），更新当前状态；
[002引步骤2. 2. 3. 4 ;减小控制温度T ;当达到最大的迭代次数或控制温度T=0时，结 束；否则，转向步骤2. 2. 3. 2。
[0029] 组合链是由不同功能的元能力组合而成，且其中的元能力是有序排列；组合链结 构包括串行、并行和分叉。其中，串行组合方案是最基本的组合方式，其他的组合方式可W 由串行方式派生。
[0030] 步骤2中的元能力组合方法由元能力编排功能模块来完成，元能力编排功能模块 中含有；注册器、加速器、元能力信息库、优化选择器、策略翻译模块、组合链池、执行路径 池、拓扑信息库和拓扑发现模块，各部分之间是并列关系；元能力编排功能模块通过API接 口与元能力联系，元能力编排功能模块根据管