Colocación eficiente de cadenas de funciones de servicio en entornos de computación en la nube
Autores: Abdelaal, Marwa A.; Ebrahim, Gamal A.; Anis, Wagdy R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Colocación eficiente de cadenas de funciones de servicio en entornos de computación en la nube
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Adopción generalizada
Virtualización de funciones de red
Cadena de funciones de servicio
Ubicación de VNF
Equilibrio de carga
Costo de ubicación de SFC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
La amplia adopción de la virtualización de funciones de red (NFV) conduce a proporcionar servicios de red a través de una cadena de funciones de red virtual (VNF). Esta arquitectura se llama cadena de funciones de servicio (SFC), que puede alojarse en servidores y conmutadores de mercancía ubicados en la nube. Mientras tanto, la red definida por software (SDN) se puede utilizar para gestionar VNF y manejar flujos de tráfico a través de SFC. Uno de los problemas más críticos que se debe abordar en NFV es la ubicación de VNF que optimiza el consumo de ancho de banda del enlace físico. Además, implementar SFCs permite a los proveedores de servicios considerar diferentes objetivos, como minimizar el costo total y el tiempo de respuesta del servicio. En este documento, se presenta un enfoque novedoso para el problema de ubicación de VNF para SFCs, llamado ubicación de funciones de red virtual y sus réplicas (VNFRP). Intenta lograr un equilibrio de carga sobre los enlaces centrales al considerar múltiples restricciones de recursos. Por lo tanto, el problema de ubicación de VNF se formula primero como un problema de optimización de programación lineal entera (ILP), con el objetivo de minimizar el consumo de ancho de banda del enlace, el consumo de energía y el costo de ubicación de SFC. Luego, se propone un algoritmo heurístico para encontrar una solución casi óptima para este problema de optimización. Se realizan estudios de simulación para evaluar el rendimiento del enfoque propuesto. Los resultados de la simulación muestran que VNFRP puede mejorar significativamente el equilibrio de carga en un 80% cuando se aumenta el número de réplicas. Además, VNFRP proporciona más del 54% de reducción en el consumo de energía de la red. Además, puede reducir eficientemente el costo de ubicación de SFC en más del 67%. Además, con las ventajas de un tiempo de respuesta rápido y una rápida convergencia, VNFRP puede considerarse como una solución escalable para entornos de redes grandes.
Descripción
La amplia adopción de la virtualización de funciones de red (NFV) conduce a proporcionar servicios de red a través de una cadena de funciones de red virtual (VNF). Esta arquitectura se llama cadena de funciones de servicio (SFC), que puede alojarse en servidores y conmutadores de mercancía ubicados en la nube. Mientras tanto, la red definida por software (SDN) se puede utilizar para gestionar VNF y manejar flujos de tráfico a través de SFC. Uno de los problemas más críticos que se debe abordar en NFV es la ubicación de VNF que optimiza el consumo de ancho de banda del enlace físico. Además, implementar SFCs permite a los proveedores de servicios considerar diferentes objetivos, como minimizar el costo total y el tiempo de respuesta del servicio. En este documento, se presenta un enfoque novedoso para el problema de ubicación de VNF para SFCs, llamado ubicación de funciones de red virtual y sus réplicas (VNFRP). Intenta lograr un equilibrio de carga sobre los enlaces centrales al considerar múltiples restricciones de recursos. Por lo tanto, el problema de ubicación de VNF se formula primero como un problema de optimización de programación lineal entera (ILP), con el objetivo de minimizar el consumo de ancho de banda del enlace, el consumo de energía y el costo de ubicación de SFC. Luego, se propone un algoritmo heurístico para encontrar una solución casi óptima para este problema de optimización. Se realizan estudios de simulación para evaluar el rendimiento del enfoque propuesto. Los resultados de la simulación muestran que VNFRP puede mejorar significativamente el equilibrio de carga en un 80% cuando se aumenta el número de réplicas. Además, VNFRP proporciona más del 54% de reducción en el consumo de energía de la red. Además, puede reducir eficientemente el costo de ubicación de SFC en más del 67%. Además, con las ventajas de un tiempo de respuesta rápido y una rápida convergencia, VNFRP puede considerarse como una solución escalable para entornos de redes grandes.