NFV弹性控制中的流迁移优化
ABSTRACT
- 基于动态创建和移除网络功能实例，NFV在网络功能控制上有很大的弹性。比如，网络功能和并，网络功能拆分，负载均衡等等。
- 那么为了实现弹性控制，就需要网络流量的重新分配。那么问题来了：哪些流量适合迁移，哪些流量不适合迁移？
- 这篇论文介绍了他们所编写的OFM控制器：优化了NFV弹性控制中的流迁移。
1. INTRODUCTION
- 刚刚也提到了，为了实现弹性控制（合并、拆分、负载均衡），我们需要一个有效的策略来控制流的转向。正好，SDN架构可以控制流的方向，那么结合SDN与NFV或许就可以实现我们的目标。
- 此外，NFs必须要为自己处理过的流保存状态信息。这是因为：如果执行功能拆分，新生成的NF必须要有父NF的一些信息，就好比C++中类的继承。
- 总结就是，不单单需要流的迁移，状态也要迁移 。列举一些研究：
Split/Merge and OpenNF rely on a centralized controller to transferstates between NF instances and buffer incoming packets to realize loss-free and order-preserving migration. On the other hand, enhanced OpenNF and other recent works, performed migration directly among NF instances to improve the scalability and performance of flow migration in NFV networks.
- 回到流迁移的问题上来，我们必须要选择合适的流进行迁移，如果选错了，则会造成下面的问题：
| 后果 | 描述 |
|---|---|
| 缓冲区溢出 （系统角度） |
考虑两种流量：1. 状态转移之后（假设源NF不保留状态），到了源NF的流量。 2. 状态转移中，目的NF还未获得源NF的状态，这时到达目的NF的流量。这些 流量需要得到保存。通常，目的NF会与预先申请一块缓冲区来存放这些流量。 错误的流选择会造成elephant flow流入这个缓冲区，造成溢出（丢包），甚至 损坏NF。 |
| 高转移开销 （租户角度） |
NFV网络要满足SLA（Service Level Agreements）,如果违反会遭到一定的处罚。 我们知道流的转移本来就会造成一定的额外处理时延，某些SLA对时延要求不高 （P2P传输），但是某些SLA要求低时延（股票交易）。因此错误的流选择很有能 严重违反某些SLA，从而遭到惩罚。引发不必要的开销。 |
| 无效的转移 （运营商角度） |
假设经过某一个NF的流量已经过载，如果这时我们只它那里转移走一小部分流量， 这并不能缓解过载的现状，这是无效的转移。但是请注意，如果我们转移走大部分 流量，也可能造成另一个NF过载。 |
- OFM控制器可以解决上述问题。可以实现NF控制的目标、最小化转移开销、避免缓冲区溢出。
- 下面是全文框架（OFM控制器做出的贡献）
- 第二部分：对NF控制进行了分类（NF扩展、NF负载均衡、NF故障恢复和NF升级）。并分析了每种情况下的触发条件以及如何选择转移流量。
- 第三部分：OFM控制器的设计。OFM控制器在运行时收集流统计信息和NF负载情况，并识别需要流迁移的情况。通过对缓冲区需求和迁移延迟的有效建模，OFM可以选择合适的转移流。
- 第四部分：基于
Floodlight实现OFM控制器，运行实验，展示结果。证明OFM控制器可以完美的实现动态迁移控制。