基于容器的业务功能链编排方法

技术领域

本发明涉及一种基于容器的业务功能链编排方法。

背景技术

虚拟电厂业务的主要技术框架包括分布式能源的智能计量与控制，信息通信技术基础设施，建模、预测、调度优化技术，以及电力市场协调运营方法。虚拟电厂场景下虚拟业务的应用模型主要有三种：集中控制、云边协同下的部分区域自治、信息孤岛下的完全区域自治。

(1)集中控制模型：通过泛在电力物联网将海量的能源运行、能源使用、能源控制参量等数据汇聚于云平台，通过平台对能源流、信息流与业务流的处理和分析，可根据用户特点与需求，实现用能监测、设备监控、调度优化、远程数据采集、远程诊断等各类业务应用的灵活定制。

(2)云边协同下的部分区域自治模型：通过云平台与边缘计算中心的协同控制，将大多数时延、地理位置敏感的业务应用放在靠近用户侧的边缘计算中心进行处理并实时反馈处理结果，满足本区域内供需侧的能源调控要求。云平台只负责进行跨区域的能源调度及中长期的趋势分析。

(3)信息孤岛下的完全区域自治模型：该模式只适用在本自治域和云中心及其他自治域完全隔离，形成“信息孤岛”的情况下。此时本区域内的边缘计算中心可临时承担云平台的一切功能，进行区域内的能源调配和完全的自治，在通信恢复后将中断期间的数据上报云平台，并重新建立与云平台的协作关系。

如何提高虚拟电厂的三种业务在虚拟平台上的部署效率，是一个值得研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于容器的业务功能链编排方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于容器的业务功能链编排方法，包括：

VNF编排管理器根据第一约束条件，并调用VNF放置算法计算得到最佳放置方案；

根据所述最佳放置方案将业务功能链部署所需的VNF节点放置到虚拟服务平台网络切片的各个容器中；

SDN控制器根据业务功能链的需求，调用虚拟链路映射算法为业务功能链选取一条满足第二约束条件的最佳路径；

将链接各个VNF节点的虚拟链路映射到虚拟服务平台网络切片的物理链路上，直至构成一条完整的端到端路径。

优选的，所述第一约束条件包括业务功能链的源节点、目的节点、VNF节点的排列顺序和资源需求。

优选的，所述VNF节点的排列顺序方法包括：

建立VNF节点的依赖性关系图，若一个VNF节点依赖于另一个VNF节点，则该VNF节点为另一个VNF节点的后代节点，另一个VNF节点为该VNF节点的祖先节点；

选择一个没有后代的VNF节点p；

对于VNF节点p的每个祖先节点q∈β

移除VNF节点p以及VNF节点p与其祖先节点q之间的连接；

重复上述步骤，直到所有VNF节点p的权重都计算完毕；

根据权重对VNF节点p进行降序排序，得到VNF节点p的排列顺序。

优选的，所述VNF节点p的权重的计算公式为：

γ

优选的，所述第二约束条件包括时延要求和带宽要求。

本发明的有益效果是：本发明提出了基于容器的业务功能链自适应部署策略，设计了面向多目标优化的VNF放置算法和虚拟链路映射算法，实现了电力业务在对应虚拟服务平台上的快速部署。

附图说明

图1为基于容器的业务功能链编排方法的一种流程图；

图2为VNF节点的排列顺序方法的一种流程图；

图3为依赖性关系图的一种示意图；

图4为业务功能链部署的一种示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。

参阅图1-4，本发明提供一种基于容器的业务功能链编排方法：

如图1所示，基于容器的业务功能链编排方法，包括：

S1.VNF编排管理器根据第一约束条件，并调用VNF放置算法计算得到最佳放置方案。

具体的，所述第一约束条件包括业务功能链的源节点、目的节点、VNF节点的排列顺序和资源需求。

如图2所示，所述VNF节点的排列顺序方法包括：

S11.建立VNF节点的依赖性关系图，若一个VNF节点依赖于另一个VNF节点，则该VNF节点为另一个VNF节点的后代节点，另一个VNF节点为该VNF节点的祖先节点。

如图3所示，某一个电力物联业务请求需要七个VNF节点，各个箭头表示VNF节点之间的顺序依赖性。

为了描述电力物联业务请求中各个VNF节点之间的依赖关系，本实施例定义了如公式(1)和公式(2)所示的两个运算符。具体来说，如果VNF节点q依赖于VNF节点p，在公式(3)中将VNF节点q称为VNF节点p的后代节点。另一方面，如果VNF节点p依赖于VNF节点q，在公式(4)中将q称为节点p的祖先节点。

γ

β

定义1：对于任意VNF节点p，如果VNF节点p在它的祖先节点之后和它的后代节点之前，则认为链没有违反依赖性关系图D的依赖性限制；为了保证依赖性限制，同时给予具有较高资源需求的VNF节点优先级，本实施例设置了一个变量来表示VNF节点p的权重，权重的计算如下式所示：

定义2：对于任意VNF节点p，它的权重都小于它祖先节点的权重，大于它后代节点的权重。

定义3：对于任意两个VNF节点p和VNF节点q，如果ξ(p)＞ξ(q)，则在链中将VNF节点p置于VNF节点q前，这样做不会违反依赖性关系图D的要求。

S12.选择一个没有后代的VNF节点p；

S13.对于VNF节点p的每个祖先节点q∈β

S14.移除VNF节点p以及VNF节点p与其祖先节点q之间的连接；

S15.重复S11-S14，直到所述VNF节点p的权重都计算完毕；

S16.根据权重对VNF节点p进行降序排序，得到VNF节点p的排列顺序。

S2.根据所述最佳放置方案将业务功能链部署所需的VNF节点放置到虚拟服务平台网络切片的各个容器中。

本实施例中，VNF编排管理器需要根据业务功能链的源节点、目的节点以及VNF的排列顺序、资源需求等约束条件，调用相应的VNF放置算法，计算得到最佳的放置方案，将业务功能链部署所需的一系列VNF放置到虚拟服务平台网络切片中的各个容器中，以满足用户定制的电力业务需求。

S3.SDN控制器根据业务功能链的需求，调用虚拟链路映射算法为业务功能链选取一条满足第二约束条件的最佳路径。

具体的，所述第二约束条件包括时延要求和带宽要求。

S4.将链接各个VNF节点的虚拟链路映射到虚拟服务平台网络切片的物理链路上，直至构成一条完整的端到端路径。

图4给出了一条业务功能链部署的示意图，该条服务链共有5个虚拟业务功能，SDN控制器以及VNF管理编排器依据SFC请求以及当前网络状态，实时地将业务功能链所需的VNF分配在物理节点1、物理节点5、物理节点2、物理节点4、物理节点3上的某一个容器上，另一方面，SDN控制器为该条业务功能链规划的路径为(s,1)→(1,5)→(5,2)→(2,4)→(4,3)→(3,D)。虚拟服务平台中物理节点上部署的容器具有承载VNF的能力，节点数量越多，其具有VNF所需的各类资源越多，服务链部署成功的概率越大，请求被接受的也越多。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。