一种服务可持续的网络功能延服务功能链迁移的动态资源分配方法

写在前面，本文为 Autonomic resource arbitration and service-continuable network function migration along service function chain 学习笔记，为对NFV感兴趣的小伙伴提供参考和创新的灵感

1. 概念准备

背景： 所述方法是基于SDN/NFV网络的。首先，明确服务功能链的构建部署问题落到实处（本质上）就是资源分配的问题，所以本文讨论一种基于SDN/NFV网络的动态资源分配方法。这种方法尽可能的仅通过虚拟网络功能延服务功能链进行迁移的方式来进行动态资源分配以避免底层数据平面的路由的重新规划，以此来降低资源配置成本，即不必重新配置物理交换机。

服务功能链(service function chains，SFC) 是在一虚拟网络上的一组链式有序网络功能(network function，NF)，在指定路由上进行数据包传输。SFC使网络运行商和基础设施提供商能够在软件定义的虚拟网络上的各个位置灵活地协调虚拟网络功能。
NFs可以包括防火墙、深度包检测(DPI)、网络地址转换(NAT)、内容缓存、多媒体转码等。

2. 资源自动分配迁移流程图

其中，(ii)-1：RAV resource arbitration among VNs in a node
一个节点内的VN间资源仲裁。基础设施提供商在一个物理节点内，通过减少分配给低资源利用率VN所在的虚拟服务器的CPU资源，并将此CPU资源分配给高资源利用率VN所在的虚拟服务器的方式来降低该节点出现CPU-saturation的次数,如下图所示。

(ii)-2 SMN service-continuable NF migration among nodes in a VN
服务可持续的在VN内的节点间的NF迁移。如果一个VN在进行RAV后仍处于CPU-saturation状态，便在SFC 上，将其资源及相关NF从原始节点迁移至路径上的另外节点，如下图所示。

NOTE：

• NFs被分为无状态（防火墙、DPI等）与有状态（会话初始化协议等）两种。基础设施提供商可以迁移无状态的NF，而相关虚拟网络运营商决定是否迁移有状态的NF。因为SFC是一组链式有序的NF集合，所以NF迁移的候选目标节点存在约束。
• 如果目标节点没有足够的可传输资源供所迁移的NF使用，SMN将不会被执行。

3. 资源调整过程中遵循的原则

定义节点的四种状态：

其中， u_xy(t) 表示 t 时刻，y 节点的VN_x 所用CPU资源量
a_xy(t) 表示 t 时刻，y 节点的VN_x 所分配的CPU资源量
p_xy(q(t)) 表示 t 时刻，y 节点的VN_x 为满足q 级QoS要求所需的边界值，等价于p(q)，因为仅有等级q 有关 –>体现QoS的差异性带来的资源分配的差异

所以，资源调整量为：

选择降低低资源利用率的VN 的CPU资源，所遵循的原则： 首先被选择的是低QoS要求的VN ，再来是中等等级的QoS要求，最后是具有高等级的QoS要求VN，且每个QoS等级中，具有最大可传输资源的VN被首先选择–>体现了检索过程中QoS要求具有比资源量更高的优先级，这么做的目的是为了降低调整的次数