航空信息網絡服務功能鏈協同構建與映射策略

宋鑫康, 趙尚弘, 王 翔, 郝少偉

(1. 空軍工程大學信息與導航學院, 陜西 西安 710077;2. 中國人民解放軍93721部隊, 山西 朔州 038300)

0 引 言

傳統航空信息網絡存在網絡服務與專用硬件緊耦合的弊端,使其難以提供敏捷靈活的定制化服務;同時航空平臺有限的設備承載能力,進一步制約了網絡服務水平的提升。而網絡功能虛擬化(network function virtualization,NFV)技術的發展將有助于改變部署專用設備提供服務的現狀,可基于通用服務器借助軟件實現虛擬網絡功能(virtual network function,VNF),從而實現網絡功能與專有硬件的分離。NFV技術與航空信息網絡的結合可改變平臺軟硬件緊耦合的現狀,實現對集群資源的細粒度管理和高效聚合。借助VNF可根據需求在不同位置上進行實例化的優勢,按照不同任務的服務功能需求連接相應VNF構成服務功能鏈(service function chain, SFC),可充分發揮集群體系化作戰優勢。基于NFV技術的航空平臺可依托通用服務器提供多樣化網絡功能,但作戰任務的部署將面臨所需服務功能邏輯順序及部署位置未知的挑戰,因此本文旨在解決根據作戰任務服務請求構建SFC并進行高效映射問題。

SFC的構建過程需在保證服務功能間依賴關系的基礎上將作戰任務所需服務功能進行排列,而SFC映射過程需在滿足資源需求條件下將作戰任務請求映射至底層航空信息網絡,因此SFC的構建與映射本質屬于非確定性多項式難題(non-deterministic polynomial-hard, NP-hard)。作為5G網絡性能提升的關鍵技術,目前相關研究均以地面網絡作為研究對象,文獻[7-8]聚焦于服務鏈映射問題,文獻[6,9-13]綜合考慮了服務鏈構建和映射過程。……