航空信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能鏈協(xié)同構(gòu)建與映射策略

宋鑫康, 趙尚弘, 王 翔, 郝少偉

(1. 空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院, 陜西 西安 710077;2. 中國(guó)人民解放軍93721部隊(duì), 山西 朔州 038300)

0 引 言

傳統(tǒng)航空信息網(wǎng)絡(luò)存在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與專(zhuān)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(wù);同時(shí)航空平臺(tái)有限的設(shè)備承載能力,進(jìn)一步制約了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平的提升。而網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(network function virtualization,NFV)技術(shù)的發(fā)展將有助于改變部署專(zhuān)用設(shè)備提供服務(wù)的現(xiàn)狀,可基于通用服務(wù)器借助軟件實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(virtual network function,VNF),從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能與專(zhuān)有硬件的分離。NFV技術(shù)與航空信息網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合可改變平臺(tái)軟硬件緊耦合的現(xiàn)狀,實(shí)現(xiàn)對(duì)集群資源的細(xì)粒度管理和高效聚合。借助VNF可根據(jù)需求在不同位置上進(jìn)行實(shí)例化的優(yōu)勢(shì),按照不同任務(wù)的服務(wù)功能需求連接相應(yīng)VNF構(gòu)成服務(wù)功能鏈(service function chain, SFC),可充分發(fā)揮集群體系化作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。基于NFV技術(shù)的航空平臺(tái)可依托通用服務(wù)器提供多樣化網(wǎng)絡(luò)功能,但作戰(zhàn)任務(wù)的部署將面臨所需服務(wù)功能邏輯順序及部署位置未知的挑戰(zhàn),因此本文旨在解決根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)服務(wù)請(qǐng)求構(gòu)建SFC并進(jìn)行高效映射問(wèn)題。

SFC的構(gòu)建過(guò)程需在保證服務(wù)功能間依賴(lài)關(guān)系的基礎(chǔ)上將作戰(zhàn)任務(wù)所需服務(wù)功能進(jìn)行排列,而SFC映射過(guò)程需在滿(mǎn)足資源需求條件下將作戰(zhàn)任務(wù)請(qǐng)求映射至底層航空信息網(wǎng)絡(luò),因此SFC的構(gòu)建與映射本質(zhì)屬于非確定性多項(xiàng)式難題(non-deterministic polynomial-hard, NP-hard)。作為5G網(wǎng)絡(luò)性能提升的關(guān)鍵技術(shù),目前相關(guān)研究均以地面網(wǎng)絡(luò)作為研究對(duì)象,文獻(xiàn)[7-8]聚焦于服務(wù)鏈映射問(wèn)題,文獻(xiàn)[6,9-13]綜合考慮了服務(wù)鏈構(gòu)建和映射過(guò)程。……