网络功能虚拟化环境中服务功能链的联合伸缩研究

网络功能虚拟化环境中服务功能链的联合伸缩研究

高旭林

四川大学锦城学院  611731

摘要：在信息时代，互联网与计算机技术在不同行业、领域应用广泛，对信息传播和生产设计、数据统计等产生巨大作用。不同行业在生产过程中依靠信息技术提高生产效率和工作处理量，不仅降低了人工成本的使用，而且经济效益提高明显。随着计算机技术的发展，网络虚拟技术也在逐渐发展，且日趋成熟。

关键词：网络虚拟化；网络功能虚拟化；技术探讨

网络虚拟化技术属于计算机网络虚拟化进程中的关键组成部分之一，因而在网络虚拟化和网络功能虚拟化研究中能进一步促进信息技术的应用和发展。对网络虚拟化的探究关系到计算机网络未来的发展，也对人们使用计算机的网络安全问题具有重要意义。下面本文就来探讨一下网络虚拟化及网络功能虚拟化技术。

一、网络虚拟化及网络功能虚拟化

首先我们来了解一下什么是网络虚拟化。网络虚拟化是对物理网络及其组件等进行抽象，并从中分离网络业务流量的一种方式。网络功能虚拟化是采用软硬件分离，通过IT虚拟化技术，对软件进行灵活配置[1]。通过这种处理方法，可以大大提高人们使用网络时的安全性和有效性。首先，人们使用网络，一定是离不开对软件的使用，软硬件的性能会直接影响到人们的使用体验。软件灵活配置可以节省不需要的资源，也能为人们的生活提供更多便利，节省人们的时间。

目前随着技术的提升，不同网络运营商之间的竞争也越来越激烈。由此导致运营商们难以为用户提供更高级的服务，如果运营商们之间形成一个良性的竞争，那么便能最大化提升用户的使用体验。网络虚拟化可以为用户根据自身需求提供业务的灵活配置，而不需要强制客户接受某些不需要的配套服务。这将对人们的网络生活产生积极影响。

网络虚拟化以及网络功能虚拟化技术为人类的生活增加了不少便利，它不仅对提高计算机网络自身的功能具有重要意义，也对人们使用网络的安全性具有重要意义。随着现代社会发展，人们的生活越来越离不开计算机网络，势必会对网络的安全性以及功能性提出更高的要求。而网络虚拟化及网络功能虚拟化技术的发展将会成为未来发展的重要任务。既然网络虚拟化对人们的生活具有如此重要的意义，那么如何更好的使用网络虚拟技术，使其发挥最大优势，是值得我们考虑的问题。

2网络虚拟化与网络功能虚拟化技术的热点分析

近些年来，IT领域，虚拟化、云技术、大数据、SDN（软件定义网络）等技术迅速发展，网络虚拟化与网络功能虚拟化技术也发生了较大的变化，借助网络功能虚拟化（NFV）技术分离数据和控制平面，通过部署标准网络硬件平台，使得移动网络设备中的软件可以按需安装、修改、卸载，实现业务扩展。这种技术以其独有的优势逐渐成为了当前网络技术发展过程中的一种主要潮流与趋势。

2.1叠加组网技术

叠加组网技术主要指的是为了符合客户的需要，在网络的架构上叠加多种不同性质的网络设备的一种虚拟化技术。它的主要框架主要是指在坚持基础网络不被大幅度修改的前提下，将其应用于网络承载方面，从而实现与其他的网络业务相分离的目的。现阶段，叠加组网技术的核心主要包括虚拟可扩展的局域网、借助路由封装实现的网络虚拟化技术等。其中，虚拟可扩展的局域网是当前网络虚拟化技术中最重要的技术。它主要是通过在三层网络的基础上借助MAC-in-UDP等软件和设备叠加和封装一个二层的网络来搭建一个虚拟网络的平台。这种封装装置可以使二层网络与该系统中的任何一个端点进行联络和通信，这就在很大程度上解决和避免了交换机在实际使用中出现的关于MAC的地址表的容量受到限制的问题。有一种网络虚拟化的实现不是靠在原有网络基础上叠加封装别的网络来实现的，而是借助RFC2890与RFC2784所适用与定义的路由封装的隧道协议的相关规定与要求来搭建一个较为独立的二层性质的虚拟网络平台。这就是前面所说的路由封装实现的网络虚拟化技术。在它的搭建过程中涉及的地址的学习则主要是通过平面控制来实现的，但是在当前实际使用过程中，对其地址学习并不存在一套详细具体的方案。与之前所说的虚拟可拓展的局域网技术相比，这种封装技术存在着较多的缺陷。比如它不能在GRE键值的基础上有效地实现均衡负载，而且由于通过这种技术建立起来的虚拟网络是端点到端点的隧道，这样随着终端点数量的平方上升的隧道数量就容易导致维护的开销过大，不利于网络建设事业的长期发展。

2.2虚拟化资源调度的相关技术

虚拟化网络资源的调度是网络搭建过程中必不可少的重要环节，其技术水平的高低将在很大程度上直接影响整个系统的正常运行。该资源的调度技术是通过NFV理念等因素来实现对业务和流量的智能调度与调节，其相关技术主要包括业务链与虚拟化流量调度。所谓业务链，就是指防火墙、网关和负载均衡器等存在于网络系统中的设备与要素所组成的业务功能点对流量进行处理的整体过程。它主要是解决如何借助控制服务器来实现对流量的编程控制，同时将流量合理安排到有需求的业务点中，从而实现与用户的无缝对接的问题。在当前时代背景中，业务链的发展受到普遍关注。而虚拟化流量调度则主要是通过对集中式的路由进行计算和流量调度，从而使得各端点的流量均衡，并且促进对网络结构的不断优化的目标的实现。这类调度技术一般应用于骨干网，主要包括对路由集抽象的定义、路由决策的主要实现方式、保护路径的计算等方面。在当前时代背景下，虚拟化流量调度技术主要是朝着与新技术相结合的方向上发展。

2.3虚拟集群的相关技术

所谓虚拟集群，主要是指借助虚拟化的相关技术将网络系统中的网元及其系统中的其他组件进行重新逻辑组合和排列，从而使得该网络系统能够满足各种类型的运营管理的需求，促进其更好地发展。从当前研究和应用实际来看，这类技术主要包括同构的虚拟集群技术和异构的虚拟集群技术两种。同构的虚拟集群技术是在平面扩展得到有效控制的基础上，把几台类型相同的设备借助虚拟技术变成单台的逻辑设备，然后再借助该网络系统中的资源控制器这一设备的功能来使这几台设备的资源实现灵活调度与共享。这一技术也较多地用在骨干网的相关问题解决方面，特别是在解决单机节点的吞吐与转发能力不足的问题上，具有极为明显的积极作用。此外，其在核心网的MME的池化问题的解决方面也有较为广泛的应用。而异构的虚拟集群技术则主要是利用分布式的相关技术来实现各种类型的设备间资源的整合与共享。当前社会对其研究较多的是接入控制设备和交换机、接入控制设备和家庭网关等虚拟集群。

结语：

网络虚拟化技术与网络功能虚拟化技术的功能具有明显的作用，应用与产业化、设备化、标准化等都有很强的优势。在现代社会，网络虚拟化技术的优势明显，利用网络虚拟技术，网络系统的安全性和稳定可靠性得到了提升，使网络资源得到了充分的利用。同时，网络虚拟化技术还在数据处理等多方面占有巨大的优势，可见，网络虚拟化技术未来的发展前景一片光明。

参考文献：[1]周伟林,杨芫,徐明伟.网络功能虚拟化技术研究综述[J].计算机研究与发展,2018,55(4):675-688.

[2]龚峰,程闻博.网络功能虚拟化技术的发展现状与面临的挑战[J].新型工业化,2018,8(6):45-50.

[3]黄荣.移动核心网网络功能虚拟化技术的研究[D].江苏:南京邮电大学,2018.

[4]王志国,李向诚.软件定义网络和网络功能虚拟化技术的探讨[J].广西通信技术,2017(4):9-12.

[5]贾海宇,陈佳,王铭鑫.无线接入网络中网络功能虚拟化研究综述[J].电信科学,2019,35(1):97-112.