【摘 要】
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随着网络技术的发展和网络业务需求的迅猛增长,网络服务快速、灵活的交付越来越成为网络运营商和网络服务提供商的关注重点。传统的校园网场景中,网络设备通常串联部署于流量转发路径中,导致网络扩展性差、业务部署不灵活、网络资源利用率低以及运维成本高等问题。通过将防火墙等网络设备旁挂在核心交换机上并构建服务链,虽然可以解决网络扩展性差的问题,但是由于服务链仍然依赖专用硬件设备,业务部署不灵活、网络资源利用率低
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随着网络技术的发展和网络业务需求的迅猛增长,网络服务快速、灵活的交付越来越成为网络运营商和网络服务提供商的关注重点。传统的校园网场景中,网络设备通常串联部署于流量转发路径中,导致网络扩展性差、业务部署不灵活、网络资源利用率低以及运维成本高等问题。通过将防火墙等网络设备旁挂在核心交换机上并构建服务链,虽然可以解决网络扩展性差的问题,但是由于服务链仍然依赖专用硬件设备,业务部署不灵活、网络资源利用率低以及运维成本高等根本问题并未解决。本文针对上述遗留问题设计并搭建了一个软硬一体编排系统,主要的研究成果总结如下:1.在研究业务部署灵活性问题的时候,通过理论分析和实验发现基于标签或基于虚拟扩展局域网（Virtual e Xtensible Local Area Network,VXLAN）的流量引导方式容易造成网络拥塞,导致OVS（Open v Switch）转发性能下降。本文分析发现在控制层面就预先识别流量的转发路径,可以减少报文开销,降低网络拥塞的风险,减少OVS转发性能的损耗。因此本文设计了一种基于接口映射的流量引导方法,并给出了流量路径的环路检测方法。2.在研究业务部署灵活性问题的时候,根据实际部署场景分析发现基于物理网络功能（Physical Network Function,PNF）的服务链编排方案不仅依赖服务节点的工作模式而且物理交换机配置复杂,如果对部署在服务器上的VNF的工作模式做限制,那么业务灵活部署就会受到很大限制。因此本文设计了一种VNF混合部署方法,解除物理交换机对VNF工作模式的依赖,同时简化物理交换机的配置,实现业务部署的灵活性。3.在研究网络资源利用率低的问题时,本文通过分析发现服务链上的VNF不受部署位置的限制是提高网络资源利用率的关键,这就涉及服务链跨服务器编排的问题。因此本文对服务链资源进行抽象建模,设计了服务链跨服务器编排方法来提高网络资源利用率。4.在研究服务链状态检测问题的时候,本文通过分析发现目前没有一套统一的状态检测方法,因此本文提出了一种基于权重的服务链状态度量算法来实时检测服务链的状态。通过在实际部署环境中对上述方案进行验证,本文实现的服务链软硬一体编排系统在流量引导方法上能够降低网络拥塞的风险,在流量转发性能上比基于标签或基于VXLAN的流量引导方法提高了20%～25%。在提升业务部署灵活性和网络资源利用率方面,不仅实现了不同工作模式VNF的混合部署和服务链跨服务器编排,还实现了分钟级的业务快速部署。在服务链故障监测方面实现了毫秒级的故障响应和故障链切换。
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