软件学报

作者：王颖，陈可，喻鹏，李文璟，邱雪松，孟洛明

单位：王颖，网络与交换技术国家重点实验室(北京邮电大学), 北京 10087611,陈可，网络与交换技术国家重点实验室(北京邮电大学), 北京 10087602,喻鹏，网络与交换技术国家重点实验室(北京邮电大学), 北京 10087603,李文璟，网络与交换技术国家重点实验室(北京邮电大学), 北京 10087604,邱雪松，网络与交换技术国家重点实验室(北京邮电大学), 北京 10087605,孟洛明，网络与交换技术国家重点实验室(北京邮电大学), 北京 10087606

关键词：网络切片;网络功能虚拟化;可用性;隔离;备份

基金：国家重点研发计划(2018YFE0205502)

核心网络切片通过虚拟网络功能(VNF)的组合链接实现灵活组网. 软件故障和硬件故障均会导致VNF失效, 从而导致切片服务中断. 由于网络切片共享资源, 需要特定的隔离机制以满足切片健壮性需求. 现有的可用性保障机制大多面向随机VNF故障, 一些涉及外部攻击的研究很少考虑网络切片特殊的隔离需求. 为了在隔离机制下实现切片可用性保障, 提出一种基于多级隔离的网络切片可用性保障方法. 首先, 建立核心网切片资源感知的可用性保障问题模型, 旨在满足隔离需求的同时, 消耗最少的备份资源来达到可用性目标. 然后, 提出一种隔离级别评估模型对VNF的隔离级别进行评估. 最后, 提出一种基于多级隔离的备份算法MLIBA解决所提出的可用性保障问题. 此外, 针对共享备份可用性计算这一PP-complete问题, 提出一种基于等效备份实例的计算方法. 仿真结果表明, 所提可用性计算方法具有较高的准确性, 引入多级隔离的可用性保障方法可以使切片的健壮性提高一倍. 与现有研究的对比表明, 在相同的隔离约束和可用性目标下, 所提方法可减少20%–70%资源消耗, 提高5%–30%的有效资源占比.

来源：2023年第12期

《软件学报》期刊编辑部

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