一种虚拟化网络功能的编排方法及装置与流程

文档序号:14216691阅读:270来源:国知局

本发明属于通信技术领域,涉及网络功能虚拟化领域,具体涉及一种虚拟化网络功能的编排方法及装置。



背景技术:

网络功能虚拟化(networkfunctionvirtualize,nfv)是由欧洲电信标准组织etsi从网络运营商的角度出发提出的一种新的网络架构,通过通用的it技术与平台对网元进行功能虚拟化,针对不同的业务应用需求,在vnf的基础上进行相应的虚拟化网络功能块的编排。2012年10月at&t、bt、telefonica、中国移动等全球13家运营商在欧洲电信标准化协会(europeantelecommunicationsstandardsinstitute,etsi)的支持下,成立了一个以网络运营商为主导拥有开放成员的新行业规范组织,(industryspecificationgroup,isg),并发起成立了nfv工作小组,他们从网络运营商的角度提出nfv这种软件与硬件分离的技术架构并发布nfv白皮书(whitepaper)。

利用nfv技术,将网络中的网元功能与硬件相解耦,在通用的处理器上实现原本专有设备上的网络功能,增加了设备利用的灵活性及利用率,将硬件的资源虚拟化进行集中管理,有利于提高资源利用率,同时,配合nfv管理及编排器,能够实现网络服务端到端的灵活编排能力和配置能力,满足运营商快速按需的业务部署需求,同时也减少了网络维护的人工运营成本以及网络更新的时间和成本。

etsi所成立的nfv-isg对nfv研究内容已经提出了一些规范要求,其中在网络功能虚拟化管理与编排(nfvmanagementandorchestration,nfv-mano)域对虚拟化网络功能的编排规范进行了制定,初步提出了网络功能虚拟化的编排架构。这个架构包含三两个功能实体:网络功能虚拟化编排器(networkfunctionsvirtualizationorchestrator,nfvo)、虚拟化网络功能管理(virtualizednetworkfunctionmanager,vnfm)以及虚拟化基础设施管理器(virtualizedinfrastructuremanager,vim)。

发明人在研究现有技术的过程中发现其存在如下缺点:由etsi提出的nfv架构对其架构中的mano仅进行了功能描述,并没有对mano中的nfvo、vnfm及vim三个功能实体提出明确的实现方法,也没有具体提出虚拟化网络功能编排的工作流程。

因此,提出一种具体的虚拟化网络功能的编排方法及装置是很有必要的。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种虚拟化网络功能的编排方法及装置,以至少解决虚拟化网络功能的高效编排问题。

为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一、提供一种虚拟化网络功能的编排方法,该方法适用于网络功能虚拟化(networkfunctionvirtualize,nfv)系统架构中的编排装置,具体包括:

网络功能虚拟化编排器(networkfunctionsvirtualizationorchestrator,nfvo)根据网络请求制定虚拟化网络功能(virtualizationnetworkfunction,vnf)生命周期操作指令及vnf编排模板并发送给虚拟化网络功能管理器(virtualizednetworkfunctionmanager,vnfm);vnfm依据所接收的nfvo的vnf编排模板或vnf操作指令信息,制定用于编排vnf的虚拟网络功能单元vnfc编排规则和虚拟资源编排规则;vnfm依据vnf的vnfc编排规则和虚拟资源编排规则,执行用于编排vnf的vnfc编排规则和虚拟资源编排规则。

进一步,所述的nfvo根据网络请求制定vnf生命周期操作指令及vnf编排模板并发送给vnfm包括:

所述的网络请求包括:创建、撤销或更新特定vnf的请求;

所述的制定vnf生命周期操作指令,即是制定命令vnfm进行vnf操作的指令,包括vnf创建指令、vnf撤销指令或vnf更新指令,用于完成vnf的创建、撤销或更新的操作;

所述的vnf编排模板,即是某一种vnf编排方案的参考模板,其描述了编排某一种vnf功能所需的所有因素,包括所需vnfc的种类id,vnfc的连接方式,数据流输入端口标识、数据流输出端口标识,该vnf运行所需调用的计算资源、存储资源及网络资源;此外,每一个vnf模板都有其特有的信息标识,包括但不限于模板id、模板供应商、版本号、vnf功能描述,这些标识的设计是为了方便vnf模板的管理、维护以及需求匹配;vnf模板只对vnf的编排方式做一个描述,并没有制定具体的编排规则。

进一步,所述vnfm依据所接收的nfvo的vnf编排模板或vnf操作指令信息,制定用于编排vnf的vnfc编排规则和虚拟资源编排规则包括:

所述的vnf编排模板包括:将vnf模板与vnfc资源库相匹配,根据vnf模板中所需vnfc的种类和数目,以及vnfc资源库中相应可用vnfc的信息,制定出具体的vnfc编排规则;将vnf模板与nfvi资源库相匹配,根据nfvi资源库中的虚拟资源信息及vnf模板中的计算资源、存储资源以及网络资源的需求,制定出具体的虚拟资源编排规则;

所述的vnfc编排规则包括:编排相应vnf所需调用的各个vnfc的id、各vnfc之间的连接拓扑、具体数据流输入端口以及具体数据流输出端口;

所述的虚拟资源编排规则包括:保证相应vnf所需调用的各个vnfc正常运行所需占用的计算资源、存储资源以及网络资源的资源量。

进一步,所述的vnfm依据vnf的vnfc编排规则和虚拟资源编排规则,执行用于编排vnf的vnfc编排规则和虚拟资源编排规则包括:

所述的执行用于编排相应vnf的vnfc编排规则包括:vnfm中的vnf生命周期管理模块将vnfc编排规则发送给vnfc编排模块,并命令vnfc编排模块执行具体的vnfc编排操作;

所述的执行用于编排vnf的虚拟资源编排规则包括:vnfm中的vnf生命周期管理模块将虚拟资源编排规则发送给nfvi资源调度模块,并命令nfvi资源调度模块执行具体的资源编排操作。

二、提供一种虚拟化网络功能的编排装置,该装置应用于nfv系统架构,具体包括网络功能虚拟化编排器nfvo、虚拟化网络功能管理器vnfm和基础设施管理器vim;

所述的网络功能虚拟化编排器nfvo,用于接收来自运营商的网络服务或功能请求,进行需求分析,制定vnf操作指令或vnf编排模板;

所述的虚拟化网络功能管理器vnfm,用于负责网络中vnf的编排工作,根据nfv编排器下发的vnf模板以及目前网络中的资源使用情况,制定并执行相应的vnf具体编排规则;

所述的基础设施管理器vim,用于负责网络基础设施资源的管理和调度,对网络中资源的使用情况进行实时的监控和记录,根据vnf编排规则为每一个vnfc进行各种基础设施资源的编排操作。

进一步,所述网络功能虚拟化编排器nfvo包括:网络功能请求分析模块和vnf编排模板库模块;

所述的网络功能请求分析模块,用于接收网络功能请求信息,并依据请求信息进行需求分析,联合vnf模板库确定vnf编排模板或制定vnf生命周期操作指令,并下发给vnfm;

所述的vnf编排模板库模块,用于存放所有种类的虚拟化网络功能的编排模板,联合网络功能请求分析模块,确定所需编排的虚拟化网络功能的vnf编排模板。

进一步,所述的vnf生命周期操作包括:虚拟化网络功能的创建操作、虚拟化网络功能的撤销操作以及虚拟化网络功能的更新操作。

进一步,所述的虚拟化网络功能管理器vnfm包括:vnf生命周期管理模块、vnf编排模板解析模块、vnfc资源库模块和vnfc编排器模块;

所述的vnf生命周期管理模块,用于接收来自nfvo的vnf生命周期操作指令,并根据相应vnf的具体编排规则,执行vnf生命周期操作;

所述的vnf编排模板解析模块,用于接收来自nfvo的vnf编排模板,并根据vnfc资源库及nfvi资源库中的信息制定vnf的具体编排规则,并将vnf的具体编排规则发送给vnf生命周期管理模块;

所述的vnfc资源库模块,用于记录基础设施中所有vnfc的种类、数量、id、接口信息以及实时运行状态;

所述的vnfc编排器模块,用于执行vnfc编排规则,对基础设施中的各个vnfc进行编排操作,包括启用具体某个vnfc,并对其接口进行相应配置,使得相应vnfc满足vnfc编排规则中的要求。

进一步,所述的基础设施管理器vim包括:资源调度模块和nfvi资源库模块;

所述的资源调度模块,用于执行vnf的虚拟资源编排规则,为各vnfc进行计算资源、存储资源及网络资源的分配,保证各vnfc能够正常运行;

所述的nfvi资源库模块,用于实时记录基础设施中计算资源、存储资源及网络资源的使用状态。

进一步,所述的vnf由相应的不同种类,不同数量的更小粒度的虚拟网络功能单元vnfc构成,vnfc之间通过符合特定vnf内部接口标准的连接点相连实现数据的交互,同时vnfc提供vnf之间交互的外部接口连接点。

本发明的有益效果在于:本发明具体设计了nfv系统架构中虚拟化网络功能的编排装置,其包括网络功能虚拟化编排器nfvo、虚拟化网络功能管理器vnfm以及虚拟化基础设施管理器vim;同时还设计了虚拟化网络功能的编排方法,采用网络功能虚拟化编排器nfvo根据网络请求制定vnf生命周期操作指令及vnf编排模板并发送给虚拟化网络功能管理器vnfm,虚拟化网络功能管理器vnfm在接收到网络功能虚拟化编排器nfvo的vnf编排模板或vnf生命周期操作指令的信息后,依据vnf编排模板或vnf生命周期操作指令的信息,确定并执行用于编排vnf的vnfc编排操作和虚拟资源编排操作,使得虚拟化网络功能的编排操作得以高效执行,完善了相关技术的不足。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:

图1为nfv系统结构示意图;

图2为虚拟化网络功能编排方法的流程图;

图3为虚拟化网络功能创建的流程图;

图4为虚拟化网络功能撤销的流程图;

图5为虚拟化网络功能更新的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明实施例提供一种虚拟化网络功能的编排装置,参照图1所示的nfv系统结构示意图,虚拟化网络功能的编排装置具体包括:nfv基础设施层101,多个虚拟化网络功能单元102,多个虚拟化网络功能103,nfv管理及编排系统104,以及运营支持管理系统/业务支持管理系统105(operation-supportsystem/businesssupportsystem,oss/bss)。其中nfv-mano包括网络功能虚拟化编排器112(nfv-orchestrator,nfvo),虚拟化网络功能管理器113(vnfmanagement,vnfm)和虚拟化基础设施管理器114(virtualinfrastructuremanager,vim)。

具体的,nfv基础设施层101包括资源实体层、虚拟化层和虚拟资源层,其中资源实体层包括:计算资源实体106、存储资源实体107及网络资源实体108;其中,计算资源实体包括但不限于cpu处理器,存储资源实体包括但不限于内存条和磁盘;网络资源实体包括但不限于网络端口。相应的,计算资源实体经过虚拟化层进行资源虚拟化,为上层应用提供虚拟计算资源109、虚拟存储资源110和虚拟网络资源111。

网络功能虚拟化编排器nfvo112用于实现接收来自运营商的网络服务/功能请求,进行需求分析,制定vnf操作指令或vnf编排模板,其具体的功能模块实现包括网络功能需求分析模块115,vnf编排模板库116。

虚拟化网络功能管理器vnfm用于实现网络中vnf的编排工作,根据nfv编排器下发的vnf模板以及目前网络中的资源使用情况,制定并执行相应的vnf具体编排策略,对vnfc进行编排,其具体的功能模块实现包括vnf生命周期管理器模块117,vnf编排模块解析118,vnfc编排器119,vnfc资源库120。

虚拟化基础设施管理器vim用于实现网络基础设施资源的管理和调度,对网络中资源的使用情况进行实时的监控和记录,根据vnf编排策略为每一个vnfc进行各种基础设施资源的编排操作,其具体的功能模块实现包括资源调度模块121,nfvi资源库122。

上述所提出的nfv系统可以被应用于实现多种网络功能,例如核心网epc的功能、某个运营商网络的bbu功能等,针对不同的功能可以由多种vnfc102通过nfv-mano104执行vnf编排操作得到,在实现某个特定的网路服务时,可以通过多个特定虚拟网络功能提供。

本发明实施例提供一种虚拟化网络功能的编排方法的流程图,应用于图1所示的nfv系统架构,参见图2,该方法包括:

步骤201:网络功能虚拟化编排器nfvo根据网络请求制定vnf操作指令及vnf编排模板并发送给虚拟化网络功能管理器vnfm;

步骤201:虚拟化网络功能管理器vnfm依据所接收的网络功能虚拟化编排器nfvo的vnf编排模板或vnf操作指令信息,制定用于编排vnf的vnfc编排规则和虚拟资源编排规则;

步骤203:虚拟化网络功能管理器vnfm依据vnf的vnfc编排操作和虚拟资源编排策略,执行用于编排vnf的vnfc编排规则和虚拟资源编排规则。

基于图2所示的虚拟化网络功能编排方法的流程图,下面提供一种虚拟化网络功能生命周期操作指令的实现方法,其具体为虚拟化网络功能创建的方法流程图,参见图3,该方法包括:

步骤301:vnf模板解析模块解析vnf编排模板,读取模板所描述的所需vnfc资源信息并向vnfc资源库模块请求调用资源;

步骤302:vnfc资源库模块核对基础设施中的vnfc状态信息,并根据调用请求,向vnfc模板解析模块反馈vnfc调用信息;

步骤303:vnf模板解析模块解析vnf编排模板,读取模板所描述的所需nfvi资源信息并向nfvi资源库模块请求调用资源;

步骤304:nfvi资源库核对基础设施中的虚拟资源状态信息,并根据调用请求,向vnfc模板解析模块反馈虚拟资源调用信息;

步骤305:vnf模板解析模块根据vnfc以及vnfi资源调用信息,制定vnf具体编排规则并发送给vnf生命周期管理模块;

步骤306:vnf生命周期管理模块根据vnf具体编排规则,为vnfc编排器模块下发vnfc具体编排规则,并命令其执行相应vnfc编排操作;

步骤307:vnfc编排器模块根据接收到的vnfc具体编排规则,执行相应vnfc编排操作,并将操作结果反馈给vnf生命周期管理模块;

步骤308:vnf生命周期管理模块根据vnf具体编排规则,为nfvi资源管理器模块下发虚拟资源具体编排规则,并命令其执行相应虚拟资源编排操作;

步骤309:nfvi资源管理器模块根据接收到的虚拟资源具体编排规则,执行相应虚拟资源编排操作,并将操作结果反馈给vnf生命周期管理模块,记录其相应生命周期信息;

步骤310:vnf生命周期管理模块开启虚拟化网络功能vnf的运行。

基于图2所示的虚拟化网络功能编排方法的流程图,下面提供另一种虚拟化网络功能生命周期操作指令的实现方法,其具体为虚拟化网络功能撤销的方法流程图,参见图4,该方法包括:

步骤401:vnf生命周期管理模块在接收到vnf撤销的生命周期操作指令后,向vnfc编排器下发需要终止运行的vnfc的信息,命令vnfc编排器执行相应vnfc终止运行的命令;

步骤402:vnfc编排器根据接收到的需要终止运行的vnfc的信息,执行vnfc运行终止操作,并将操作结构反馈给vnf生命周期管理模块;

步骤403:vnf生命周期管理模块向nfvi资源调度模块下发命令,释放相应vnf中各vnfc所占用的资源;

步骤404:nfvi资源调度模块根据接收到的需要释放相应vnf中各vnfc所占用的资源的命令后,执行相应vnfc占用资源的释放,并将执行完毕的信息反馈回去;

步骤405:vnf生命周期管理模块将已经完成资源释放了的vnfc的信息发送给vnfc资源库,vnfc资源库中的vnfc状态更新;

步骤406:vnf生命周期管理模块将已经完成资源释放了的vnfc的信息以及其占用的资源的信息发送给nfvi资源库,nfvi资源库中的资源状态更新;

基于图2所示的虚拟化网络功能编排方法编排方法的流程图,下面再提供另一种虚拟化网络功能生命周期操作指令的实现方法,其具体为虚拟化网络功能更新的方法流程图,参见图5,该方法包括:

步骤501:nfv编排器nfvo接收到vnf更新请求后,下发旧版本vnf撤销指令给vnf管理器vnfm;

步骤502:vnf管理器根据接收到的vnf撤销指令,执行vnf撤销命令,终止相应vnfc的运行,更新vnfc资源库;

步骤503:vnf管理器根据接收到的vnf撤销指令,执行vnf撤销命令,将释放vnf中各vnfc占用的资源的指令发送给nfvi;

步骤504:nfvi执行释放各vnfc占用的资源的操作,更新nfvi资源库,并将资源释完毕的信息反馈给vnf管理器;

步骤505:vnf管理器在接收到来自nfvi的资源释放完毕的信息后,将旧版本vnf撤销操作完成的信息反馈给nfvo;

步骤506:nfvo接收到旧版本vnf撤销完成的反馈后,将新版本vnf的编排模板及vnf创建指令发送给vnfm;

步骤507:vnfm解析接收到的vnf编排模板,并制定相应nfv具体编排策略,根据vnfc编排规则完成vnfc的编排,并更新vnfc资源库;

步骤508:vnfm将根据vnf编排模板解析的虚拟资源编排规则发送给nfvi,并下发完成虚拟资源编排的命令;

步骤509:nfvi根据接收到的虚拟资源编排规则,完成虚拟资源的编排,更新nfvi资源库,并将虚拟资源编排操作完成的信息反馈给vnfm;

步骤510:vnfm在就收到虚拟资源编排操作完成的反馈后,vnf生命周期管理器运行相应vnf,并将新版本vnf创建完成的信息反馈给nfvo。

最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

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