Nfv架构下网络业务接入控制和负载均衡的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络技术领域，尤其涉及网络业务接入技术领域，具体是指一种NFV架 构下网络业务接入控制和负载均衡的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 在NFV(Network Functions Virtualization，网络功能虚拟化）中，一个端对端的 网络业务被描述成一系列在NF Forwarding Graph内部逻辑连接的NF以及首末两个端点， 如图1所示的一个端到端的网络业务流程，一个端到端的网络业务由端点A，内部的NF Forwarding Graph(转发图），以及端点13组成。而NF Forwarding Graph则由内部逻辑连接 的VNF1，VNF2以及VNF3组成。
[0003] 当有业务发生的时候，业务将从端点A经过VNF1，VNF2，VNF3，到达端点B。在这个过 程中，每个VNF的情况，包括其负载的情况，将会影响该业务的整体QoS(服务质量），因此，需 要重点关注通过NF Forwarding Graph逻辑关联的VNF的负载及过载情况，及时进行接入控 制，负载均衡以及过载控制等。
【发明内容】
[0004] 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整个网络不用 单独设置负载均衡控制器即可保证服务质量、每个VNF都周期性监控自身的负载状态以及 过载状态并发送至相邻VNF、具有更广泛应用范围的NFV架构下网络业务接入控制和负载均 衡的系统及方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明具有如下构成：
[0006] 该NFV架构下网络业务接入控制和负载均衡的系统，其主要特点是，所述的系统包 括数个VNF模块，各个所述的VNF模块用以将自身的负载状态发送至相邻的VNF模块，以及根 据相邻VNF模块的负载状态选择网络业务的下一路由节点。
[0007] 较佳地，所述的VNF模块还用以将自身记录的相邻VNF负载状态表发送至相邻的 VNF模块。
[0008] 较佳地，所述的系统还包括ΜΑΝ0模块，所述的ΜΑΝ0模块用以根据各个所述的VNF模 块的负载状态分配新的VNF模块或移除VNF模块。
[0009] 本发明还涉及一种基于所述的系统于NFV架构下网络业务接入控制和负载均衡的 方法，其特征在于，所述的方法包括负载状态更新方法和网络业务路由规划方法，所述的负 载状态更新方法包括以下步骤：
[0010] (1-1)各个所述的VNF模块获取自身的负载状态；
[0011] (1-2)各个所述的VNF模块将自身的负载状态发送至相邻的VNF模块；
[0012] 所述的网络业务路由规划方法包括以下步骤：
[0013] (2-1)网络业务从端点进入第一个VNF模块；
[0014] (2-2)当前承担网络业务的VNF模块根据相邻VNF模块的负载状态选择网络业务的 下一路由节点；
[0015] (2-3)网络业务从当前承担网络业务的VNF模块进入被选择的下一路由节点所对 应的VNF模块，然后继续步骤(2-2)。
[0016] 较佳地，所述的步骤(1-2)，包括以下步骤：
[0017] (1 -2-1)所述的VNF模块判断当前负载状态，如果未过载，则继续步骤（1 -2-2 )，如 果过载，则继续步骤(1-2-4);
[0018] (1-2-2)所述的VNF模块判断发送间隔时间是否达到系统预设间隔时间，如果是， 则继续步骤(1-2-3)，否则继续步骤(1-2-1);
[0019] (1-2-3)所述的VNF模块将自身的负载状态发送至相邻的VNF模块，同时发送间隔 时间定时器复位，然后继续步骤(1-2-1)。
[0020] (1-2-4)所述的VNF模块发送过载状态至相邻的VNF模块，然后继续步骤(1-2-5);
[0021] (1-2-5)所述的VNF模块判断过载状态是否消除，如果是，则继续步骤（1-2-6)，否 则继续步骤(1-2-5);
[0022] (1-2-6)所述的VNF模块将过载消除状态发送至相邻的VNF模块。
[0023 ]更佳地，所述的系统还包括ΜΑΝ0模块，所述的步骤(1 -2-6)之后，还包括以下步骤：
[0024] (1-2-7-1)所述的VNF模块将过载消除状态通知所述的ΜΑΝ0模块；
[0025] (1-2-7-2)所述的ΜΑΝ0模块判断因此过载而分配的新的VNF模块的状态，如果处于 空闲状态，则继续步骤(1-2-7-3)，否则继续步骤(1-2-7-2);
[0026] (1-2-7-3)所述的ΜΑΝ0模块移除该新的VNF模块后设置过载消除的VNF模块承担移 除的VNF模块的任务，并通知相邻的VNF模块。
[0027] 较佳地，所述的步骤(1 -1)和（1 -2)之间，还包括以下步骤：
[0028] (1-1-1)所述的VNF模块将接收到的相邻VNF模块的负载状态记录于相邻VNF负载 状态表中；
[0029]所述的步骤(1-2)，具体为：
[0030]各个所述的VNF模块将自身的负载状态和相邻VNF负载状态表发送至相邻的VNF模 块。
[0031 ]较佳地，所述的系统还包括ΜΑΝ0模块，所述的步骤(2-2)包括以下步骤：
[0032] (2-2-1)当前承担网络业务的VNF模块判断是否有能满足该业务流量要求的相邻 的VNF模块，如果是，则继续步骤(2-2-2);
[0033] (2-2-2)当前承担网络业务的VNF模块选择一相邻的VNF模块作为网络业务的下一 路由节点，然后继续步骤(2-3);
[0034] (2-2-3)当前承担网络业务的VNF模块请求所述的ΜΑΝ0模块分配一新的VNF模块并 指定该新的VNF模块为网络业务的下一路由节点，然后继续步骤(2-3)。
[0035]采用了该发明中的NFV架构下网络业务接入控制和负载均衡的系统及方法，每个 VNF都周期性的监控自己的负载信息以及过载情况，在VNF未过载的情况下，将本身的负载 信息，以及当前已收到的所有相邻VNF的负载信息，发送给通过逻辑连接相邻的VNF;在VNF 过载的情况下，立即发送一个过载Indi cat ion消息给相邻VNF，告知过载，并在过载未消除 前，不在发送相关负载信息给通过逻辑连接相邻的VNF;收到过载Indication消息的VNF将 该过载的VNF的状态设置为不可接入，在配置路由时，自动屏蔽该VNF，直到该VNF发送一个 过载消除Indication消息；在发送负载信息的同时，每个VNF将自己以及相邻VNF维护的路 由表也同时发送给相邻的VNF，初始，每个VNF 了解其相邻两跳之内的VNF的负载情况及路由 情况，在运行一段时间后，每个VNF将了解整个NF Forwarding Graph内所有VNF的负载情况 及路由情况;每个VNF只将相关信息发送给NF Forwarding Graph路径上的相邻VNF，整个网 络不用单独设置负载均衡控制器即可保证服务质量，具有更广泛的应用范围。
【附图说明】
[0036] 图1为网络业务的网络功能转发图的结构示意图。
[0037] 图2为本发明的NFV架构下网络业务接入控制和负载均衡的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038] 为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的 描述。
[0039] 在基于NFV的网络上实施一个端到端业务时，会建立NF Forwarding Graph(转发 图），每个VNF(虚拟网络功能)模块（以下简称VNF)会通过逻辑连接相连。该网络业务会从一 个端点出发，经NF Forwarding Graph内的相关VNF，至I」达业务的另一个端点。在这个过程 中，VNF的选择会影响到NF Forwarding Graph的建立，从而影响该业务的QoS(服务质量）。 [0040] 在NF Forwarding Graph中，通过逻辑连接关联的每个VNF网元都监控自己的负载 信息，过载信息。每个VNF周期性的将负载信息，通过VNF之间的逻辑连接，发送给相邻的VNF 网元。而一旦某个VNF判断自身过载时，该VNF立即发送一个过载Indication信息给相邻的 VNF网元。由此，每个VNF将对于在NF Forwarding Graph中通过逻辑连接相连的所有相邻网 元的负载及过载情况都了解，并维护相应的表格来更新相关信息。
[0041] 因此，当有新的端到端网络业务发生时，NF Forwarding Graph将根据业务流量大 小，以及内部所有VNF的负载情况对相关业务流量进行接入控制及路由选择，或者选择新的 VNF组成新的NF Forwarding Graph，从而保证业务QoS。
[0042] 1.建立 VNF
[0043] 在建立一个VNF后，该VNF可以被不同业务的NF Forwarding Graph所关联。即一个 VNF可以服务于不同的网络业务，只要其拥有足够的空闲资源可以保证该业务的QoS。因此， 在其存在期间，需要周期性的监控其负载情况，以便判别是否可以被用于某个网络业务的 NF Forwarding Graph。
[0044] 2 ·建立NF Forwarding Graph
[0045] 在建立NF Forwarding Graph之前，需要根据该网络业务的流量大小，相关QoS要 求，以及当前VNF的负载情况，选择合适的VNF建立该端到端网络业务所需要的NF Forwarding Graph，并建立VNF之间的逻辑关联关系。
[0046] 3. VNF负载情况实时更新
[0047] 在VNF之间的逻辑关系建立后，每个VNF必须周期性的将其负载情况及维护的路由 表发送给逻辑相连的相邻VNF。因此，每个VNF都将维护一个表格，描述所有相邻VNF的负载 情况及其路由表，如下表所示。
[0048] 表1相邻VNF负载状态表
[0050] 在NF Forwarding Graph存续期间，逻辑相连的VNF必须周期性的监控其负载情 况，且执行下列操作。