面向并发业务的卫星网络服务功能链优化算法

潘成胜，梁芷铭，石怀峰，3，孔志翔，3

（1.大连大学通信与网络重点实验室，辽宁大连 116622；2.大连大学信息工程学院，辽宁大连 116622；3.南京理工大学自动化学院，南京 210094）

0 概述

随着互联网的快速发展，我国网民数量截至2019年6 月已突破8 亿［1］。由于我国通信设施建设水平处于国际领先地位，且卫星发射数量逐年增多，目前卫星在轨数已超过200颗，而传统卫星网络设计完成投入使用后，其硬件升级更新迭代的成本巨大，难以满足提升卫星性能与降低升级难度与成本的网络需求。文献［2-3］通过将传统卫星网络与网络虚拟化技术相结合，从硬件中解耦出各种网络功能需求，以解决卫星上硬件模块更新困难的问题。为增强这种抽象虚拟化对卫星的改进，相关研究认为服务功能链（Service Function Chain，SFC）可以更好地提升空间信息网络性能，即卫星将接收到的服务请求中所用到的模块功能抽象为虚拟网络功能（Virtual Network Function，VNF），并将其串联起来编排为一个有序的链式集合构成服务功能链。

目前，针对SFC 的编排可分为构建与映射2 个步骤。在构建过程中将接收到的服务请求按照既定的策略进行处理，而在映射过程中则需要考虑以下3 种情况：从通信资源方面考虑，需要最小化传输链路与卫星间及层间的跳数；从内存及计算资源方面考虑，由于卫星负载及处理能力有限，需要合理利用卫星上的资源；从链路健壮性方面考虑，应有效解决卫星节点动态失效问题［4-5］。文献［6］提出一种禁忌搜索算法的SFC 部署算法，通过设置禁忌表在全网中搜索服务功能最优的部署位置，但该算法仅考虑了资源利用率情况。……