虚拟网元功能模块性能评估方法、装置和系统与流程

本发明涉及网络功能虚拟化领域，特别涉及一种虚拟网元功能模块性能评估方法、装置和系统。

背景技术：

nfv(networkfunctionvirtualization，网络功能虚拟化)，主要通过使用x86等通用性硬件以及虚拟化技术，让软硬件解耦及功能抽象，将原有必须通过专用硬件实现的网络功能，改在通用服务器实现，这样有利用资源的灵活共享，满足业务的自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈，以及新业务的快速开发和部署。

nfv将软件与硬件解耦后，vnf(虚拟网元功能模块)作为一种纯软件系统，其性能指标不再受硬件制约，理论上处理能力将扩展许多倍。那么如何评估不同厂家的vnf的性能指标就面临很大的挑战。

传统的物理网元一般瓶颈在硬件设备上，整机性能与硬件数量(如端口数量或板卡数量)成线性关系，只需要测试一个端口或一块板卡的性能，就可以推算出整机性能。而vnf作为一种软件系统，其业务处理能力与所消耗的硬件服务器资源没有绝对的线性关系，比如一套vbras(虚拟化宽带远程接入服务器)占用一台标准服务器的资源可以处理1万用户，但占用两台服务器资源，则能够处理2.6万用户(因为共用了部分控制能力)。所以无法继续按原来的那种测试单端口或单板卡的方式来推算整机性能。

另一方面，如果用测试仪表按最大业务量来进行测试，就会存在两个问题，一是这样需要耗费大量的测试仪表资源。目前的测试仪表价格昂贵，通常是普通网络设备的数百倍。二是部分设备厂家也没测试过vnf的极限所在，不好提前计算和规划测试方案与测试资源。

因此继续沿用现有的物理网元的测试方案，即将vnf及相应底层系统(nfvi，网络功能虚拟化基础设施解决方案)放置到现有物理网元设备的测试环境中，替代现有物理网元设备，按照现有物理网元设备的测试用例进行测试。已经很难准确测试出vnf的性能极值，从而也就使得测试人员无法准确的评估不同厂家的vnf的优劣。

技术实现要素：

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种虚拟网元功能模块性能评估方法、装置和系统，能够有效地评估不同厂家提供的同类vnf。

根据本发明的一个方面，提供一种虚拟网元功能模块性能评估方法，包括：

将测试仪表发出的测试流量复制成多组测试流量；

将所述多组测试流量送入待测虚拟网元功能模块的相应多个业务单元进行处理；

验证每一条测试流量是否都被正确处理；

若不是每一条测试流量都被正确处理，则记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块的性能极限值。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若每一条测试流量都被正确处理，则增加复制系数和/或服务器资源，最终测量出待测虚拟网元功能模块的性能极限值，其中所述复制系数为测试流量的复制数量。

在本发明的一个实施例中，所述增加复制系数和/或服务器资源，最终测量出待测虚拟网元功能模块的性能极限值包括：

判断服务器资源占用是否达到极值；

若服务器资源占用未达到极值，则将复制系数加1，之后执行将测试仪表发出的测试流量复制成多组流量的步骤。

在本发明的一个实施例中，所述增加复制系数和/或服务器资源，最终测量出待测虚拟网元功能模块的性能极限值还包括：

若服务器资源占用达到极值，则判断业务单元数量是否达到极值；

若业务单元数量达到极值，则执行所述记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块的性能极限值的步骤。

在本发明的一个实施例中，所述增加复制系数和/或服务器资源，最终测量出待测虚拟网元功能模块的性能极限值还包括：

若业务单元数量未达到极值，则增加分配给虚拟网元功能模块的服务器资源，增强业务单元的处理能力；之后执行所述将所述多组测试流量送入待测虚拟网元功能模块的相应多个业务单元进行处理的步骤。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

初始化虚拟网元功能模块的测试环境，设置复制系数为0；

接收测试仪表按照标准用户模型或者流量模型发送的测试流量；

将复制系数加1，之后执行所述将测试仪表发出的测试流量复制成多组测试流量的步骤。

根据本发明的另一方面，提供一种虚拟网元功能模块性能评估装置，包括：

复制单元，用于将测试仪表发出的测试流量复制成多组测试流量；

流量调度单元，用于将所述多组测试流量送入待测虚拟网元功能模块的相应多个业务单元进行处理；

选择单元，用于验证每一条测试流量是否都被正确处理；

性能评估单元，用于在选择单元验证不是每一条测试流量都被正确处理的情况下，记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块的性能极限值。

在本发明的一个实施例中，性能评估单元还用于在每一条测试流量都被正确处理的情况下，增加复制系数和/或服务器资源，最终测量出待测虚拟网元功能模块的性能极限值，其中所述复制系数为测试流量的复制数量。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

资源监控单元，用于在每一条测试流量都被正确处理的情况下，判断服务器资源占用是否达到极值；

性能评估单元还用于在资源监控单元判定服务器资源占用未达到极值的情况下，将复制系数加1，之后指示复制单元执行将测试仪表发出的测试流量复制成多组流量的操作。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

智能评测单元，用于在资源监控单元判定服务器资源占用达到极值的情况下，判断业务单元数量是否达到极值；

性能评估单元还用于在智能评测单元判定业务单元数量达到极值的情况下，执行记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块的性能极限值的操作。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

虚拟基础设施管理单元，用于在智能评测单元判定业务单元数量未达到极值的情况下，增加分配给虚拟网元功能模块的服务器资源，增强业务单元的处理能力；之后指示流量调度单元执行将所述多组测试流量送入待测虚拟网元功能模块的相应多个业务单元进行处理的操作。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

智能评测单元，用于对虚拟网元功能模块的测试环境进行初始化，设置复制系数为0；

复制单元还用于接收测试仪表按照标准用户模型或者流量模型发送的测试流量；将复制系数加1，之后执行将测试仪表发出的测试流量复制成多组测试流量的操作。

根据本发明的另一方面，提供一种虚拟网元功能模块性能评估系统，包括测试仪表以及如上述任一实施例所述的虚拟网元功能模块性能评估装置。

本发明通过将测试流量通过价格相对低的设备进行复制，并轮询所有测试结果，在控制测试成本的同时，能够有效地测试出vnf网元的性能极值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明虚拟网元功能模块性能评估系统第一实施例的示意图。

图2为本发明虚拟网元功能模块性能评估系统第二实施例的示意图。

图3为本发明虚拟网元功能模块性能评估方法第一实施例的示意图。

图4为本发明虚拟网元功能模块性能评估方法第二实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明虚拟网元功能模块性能评估系统第一实施例的示意图。如图1所示，所述虚拟网元功能模块性能评估系统包括测试仪表1和虚拟网元功能模块性能评估装置2，其中

测试仪表1，用于按照标准用户模型或者流量模型发送测试流量。

虚拟网元功能模块性能评估装置2，用于将测试仪表1发出的测试流量复制成多组测试流量；将所述多组测试流量送入待测虚拟网元功能模块3的相应多个业务单元进行处理；轮询验证每一条测试流量是否都被正确处理；若不是每一条测试流量都被正确处理，则记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块的性能极限值。

在本发明的一个实施例中，虚拟网元功能模块性能评估装置2还用于在每一条测试流量都被正确处理的情况下，增加复制系数和/或服务器资源，最终测量出待测虚拟网元功能模块的性能极限值，其中所述复制系数为测试流量的复制数量。

基于本发明上述实施例提供的虚拟网元功能模块性能评估系统，与现有技术相比后，主要优势在于：

现在技术尚无专门对于vnf的测试方案，目前还是以沿用现有方案来做，即利用现有物理网元设备的测试床，将nfv网元放入对应物理网元设备的位置，按照现有物理网元设备的方式进行测试。但由于vnf不像物理网元那样存在端口或板卡与性能指标之间的线性对应关系，只能堆叠大量的测试仪表来实现vnf性能极值的测试，这样导致仪表资源消耗过多，测试成本高昂。

本发明上述实施例可以通过将测试流量通过价格相对低的设备进行复制，并轮询所有测试结果，在控制测试成本的同时，能够有效地测试出vnf网元的性能极值。

下面通过具体实施例对本发明上述实施例中虚拟网元功能模块性能评估装置2的结构和功能进行进一步说明。

图2为本发明虚拟网元功能模块性能评估系统第二实施例的示意图。与图1实施例相比，在图2实施例中，所述虚拟网元功能模块性能评估装置具体可以包括复制单元21、流量调度单元22、选择单元23和性能评估单元24，其中：

复制单元21，用于将测试仪表1发出的测试流量复制成多组测试流量(例如：n组，其中n为大于等于0的整数)。

在本发明的一个实施例中，复制单元21具体可以用于在sdn(softwaredefinednetwork，软件定义网络)控制器的控制下，将测试仪表发出的测试流量复制成多组流量，送入到同一个待测vnf中，类似于组播复制功能。

在本发明的一个实施例中，复制单元21可以实现为交换机。

流量调度单元22，用于将所述n组测试流量送入待测虚拟网元功能模块的相应n个业务单元进行处理。

选择单元23，用于验证每一条测试流量是否都被正确处理。

在本发明的一个实施例中，选择单元23具体可以用于在sdn控制器的控制下，以轮询的方式将经过业务单元处理后的测试流量逐一送入测试仪表1，以验证vnf的处理后每一条测试流量是否都被正确处理或处理是否及时。

性能评估单元24，用于在选择单元23验证不是每一条测试流量都被正确处理的情况下，记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块3的性能极限值。

在本发明的一个实施例中，性能评估单元24还可以用于在每一条测试流量都被正确处理的情况下，增加复制系数和/或服务器资源，最终测量出待测虚拟网元功能模块3的性能极限值，其中所述复制系数为测试流量的复制数量。

基于本发明上述实施例提供的虚拟网元功能模块性能评估装置和系统，利用sdn的灵活调度能力和网元虚拟化的特点，通过将测试流量通过价格相对低的设备(如交换机)进行复制，并轮询所有测试结果，在控制测试成本的同时，能够有效地测试出vnf网元的性能极值。

在本发明的一个实施例中，性能评估单元24，还用于在选择单元23验证不是每一条测试流量都被正确处理的情况下，记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块3的性能极限值；并记录此时所占用的服务器资源情况。

本发明上述实施例提出一种针对vnf的性能评估装置，通过测试流量复制后送入vnf中进行处理，并通过选择单元轮询式验证每一条测试流量都已经被正确处理的情况下，同时增加复制系数和服务器资源，最终测量出vnf的性能极限值。本发明上述实施例能够有效地评估不同厂家提供的同类vnf，并能够根据评估结果计算各类vnf在不同业务量时所需资源量。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述装置还可以包括资源监控单元25，其中：

资源监控单元25，用于在每一条测试流量都被正确处理的情况下，判断服务器资源占用情况是否达到极值。

在本发明的一个实施例中，所述服务器资源占用情况可以包括cpu使用率、内存使用率、网络使用率等。

资源监控单元25可以独立于或者集成在nfvi中、专门用于监控vnf所占用的服务器资源。

性能评估单元24还可以用于在资源监控单元25判定服务器资源占用情况未达到极值的情况下，将复制系数加1，之后指示复制单元21执行将测试仪表1发出的测试流量复制成多组流量的操作。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述装置还可以包括智能评测单元26，其中：

智能评测单元26，用于在资源监控单元25判定服务器资源占用情况达到极值的情况下，判断业务单元数量是否达到极值。

性能评估单元24还用于在智能评测单元26判定业务单元数量达到极值的情况下，执行记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块3的性能极限值的操作。

在本发明的一个实施例中，所述装置还可以包括虚拟基础设施管理单元，其中：

虚拟基础设施管理单元，用于在智能评测单元26判定业务单元数量未达到极值的情况下，增加分配给虚拟网元功能模块的服务器资源，增强业务单元的处理能力；之后指示流量调度单元22执行将所述多组测试流量送入待测虚拟网元功能模块3的相应多个业务单元进行处理的操作。

在本发明的一个实施例中，智能评测单元26还可以用于对虚拟网元功能模块的测试环境进行初始化，设置复制系数为0。复制单元21还可以用于接收测试仪表1按照标准用户模型或者流量模型发送的测试流量；将复制系数加1，之后执行将测试仪表1发出的测试流量复制成多组测试流量的操作。

图3为本发明虚拟网元功能模块性能评估方法第一实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明虚拟网元功能模块性能评估装置执行。该方法包括以下步骤：

步骤301，将测试仪表1发出的测试流量复制成多组测试流量。

步骤302，将所述多组测试流量送入待测虚拟网元功能模块3的相应多个业务单元进行处理。

步骤303，验证每一条测试流量是否都被正确处理。

步骤304，若不是每一条测试流量都被正确处理，则记录当前业务量为待测虚拟网元功能模块3的性能极限值；并记录此时所占用的服务器资源情况。

在本发明的一个实施例中，在步骤303之后，所述方法还可以包括：若每一条测试流量都被正确处理，则增加复制系数和/或服务器资源，最终测量出待测虚拟网元功能模块3的性能极限值，其中所述复制系数为测试流量的复制数量。

基于本发明上述实施例提供的虚拟网元功能模块性能评估方法，通过测试流量复制后送入vnf中进行处理，并通过选择单元轮询式验证每一条测试流量都已经被正确处理的情况下，同时增加复制系数和服务器资源，最终测量出vnf的性能极限值。本发明上述实施例能够有效地评估不同厂家提供的同类vnf，并能够根据评估结果计算各类vnf在不同业务量时所需资源量。

图4为本发明虚拟网元功能模块性能评估方法第二实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明虚拟网元功能模块性能评估装置执行。该方法包括以下步骤：

步骤401，初始化vnf测试环境，若待测vnf的控制单元与业务单元分离，则按照冗余策略部署控制单元，数量为该vnf能够配置的最大值，且设置复制系数x＝0。

步骤402，测试仪表按照标准用户模型或者流量模型发送测试流量。

步骤403，将复制系数x＝x+1，复制单元通过组播复制的方式将测试流量复制成x份。

步骤404，将复制后的测试流量送入vnf的业务单元进行测试。

步骤405，由sdn控制器控制选择单元，以轮询的方式将将经过业务单元处理后的流量送入测试仪表，以验证vnf的处理是否正确处理或是否及时。

步骤406，若所有测试流量都能被正确处理，则进入到步骤407，进一步检查资源占用情况，否则进入到步骤310，测试结束。

步骤407，通过资源监控模块检测此时服务器资源占用情况，判断是否有出现资源到达极限值的情况，如果是则进入到步骤408，否则进入到步骤403。

步骤408，进一步检查nfv的控制单元是否已经达到极限状态，是否能够支持加入更多的服务器资源，如果是则进入到步骤408，测试结束，否则进入到步骤409。

步骤409，由vim(虚拟基础设施管理)单元增加分配给vnf的资源，增加业务单元处理能力，然后进入到步骤404，重新进行测试。

步骤410，测试结束，以无差错时的最大业务量为最终测试结果，并记录此时所占用的服务器资源情况。

本发明上述实施例提供的虚拟网元功能模块性能评估方法，可以利用sdn的灵活调度能力和网元虚拟化的特点，通过将测试流量通过价格相对低的设备(如交换机)进行复制，并轮询所有测试结果，在控制测试成本的同时，能够有效地测试出vnf网元的性能极值。

下面通过具体实施例对本发明进行说明。

以某型vbras测试为例，此vbras为转控分离型，即控制单元与业务单元处于不同的vm上，可参见说明书附图2。

第一步，根据对vnf的高可用性要求，配置三个控制单元，组成2+1的配置模式，即两个控制单元处于热备状态，一个控制单元处于冷备状态。

第二步，通过测试仪表按照标准测试模型发送测试流量，本实施例中按典型城域网的接入带宽用户和在线用户平均流量进行配置，每一份按1万为基本单位，比如根据网络真实流量情况，选取各阶段用户情况如下：

1、4m(含)以下：占比22％，平均流量256k。

2、4m-12m(含)：占比24％，平均流量1024k。

3、12m-20m(含)：占比13％，平均流量1248k。

4、20m-100m：占比8％，平均流量1548k。

5、100m：占比33％，平均流量2048k。

设置复制系数x为0。

第三步：开始测试，先对x加1，即只转发不复制测试流量，相当于此时有1万用户在线。由复制单元将测试流量发送到业务处理单元中，进行处理；经过业务处理单元处理后，再利用选择单元将处理后的流量转发至测试仪表进行校验。

当测试仪表校验后，确认无差错后，再通过资源监控模块记录此时的服务器资源占用情况，包括cpu使用率、内存使用率、网络使用率等，比如在本例中，记录情况如下：

1、vcpu：534％/8vcpu；(注：此处是将8核cpu的占用率叠加在一起计算而得)。

2、内存：64％/8g。

3、网络：1.5g(平均流量)。

此时，服务器资源还有空闲，可以增加输入量，即复制系数x＝x+1。

第四步：复制系数加1后x＝2，即将测试流量复制2倍，相当于同时有2万用户在线。由复制单元将复制后的流量送入业务处理单元中进行处理，经过业务处理单元处理后，再由选择单元轮流将第1组和第2组流量分别送入测试仪表进行校验。

此时，发现部分流量已经不能正常处理，测试仪表显示有业务请求被拒绝。此时检查过资源监控模块记录此时的服务器资源占用情况，发现：

1、vcpu：800％/8vcpu。

2、内存：96％/8g。

3、网络：2g(平均流量)。

显然cpu资源不足，因此通过vim重新分配服务器资源，此时分配16个vcpu，再次进行测试，服务器资源占用情况如下：

1、vcpu：926％/16vcpu。

2、内存：70％/8g。

3、网络：3g(平均流量)。

重复第四步，直到出现服务器资源有富余，但仍有用户申请被拒绝的情况。

第五步，当x＝21时，发现服务器资源始终有富余，但此时一直有业务请求被拒绝。此时，测试结束，记录该vbras的业务处理极限能力为20万用户。

本发明上述实施例可以利用sdn的灵活调度能力和网元虚拟化的特点，通过将测试流量复制后送入vnf中进行处理，并通过选择单元轮询式验证每一条测试流量都已经被正确处理的情况下，同时增加复制系数和服务器资源，最终测量出vnf的性能极限值。

本发明上述实施例能够有效地评估不同厂家提供的同类vnf，并能够根据评估结果计算各类vnf在不同业务量时所需资源量。

本发明上述实施例可以通过将测试流量通过价格相对低的设备(如交换机)进行复制，并轮询所有测试结果，在控制测试成本的同时，能够有效地测试出vnf网元的性能极值。

在上面所描述的虚拟网元功能模块性能评估装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(plc)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。