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虚拟化网络功能数据测量框架研究
摘要：
随着云计算和网络功能虚拟化的兴起，虚拟化网络功能（VNF）的部署和垂直化扩展给网络运维带来了巨大的挑战。为了提供对VNF性能和可扩展性的可靠评估，需要建立一个全面的数据测量框架。本文针对虚拟化网络功能数据测量框架进行了研究，介绍了其基本架构和关键模块，并对框架进行了实验验证和性能评估。
1. 引言
虚拟化网络功能的出现大大提高了网络功能的灵活性和可扩展性，但也给网络运维带来了一系列的挑战。为了全面评估VNF的性能和可扩展性，需要建立一个全面的数据测量框架。
2. 虚拟化网络功能数据测量框架
基本架构
虚拟化网络功能数据测量框架由四个关键模块组成：数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和结果展示模块。数据采集模块负责采集VNF的性能数据，包括吞吐量、延迟、丢包率等。数据处理模块对采集到的数据进行预处理，包括数据清洗、去噪和去重。数据分析模块对清洗后的数据进行统计和分析，提取关键指标和性能瓶颈。结果展示模块将分析结果可视化，方便用户查看和理解。
关键模块详解
数据采集模块
数据采集模块是整个框架的基础，用于从VNF中获取性能数据。可以通过使用SNMP（Simple Network Management Protocol）或者Agent程序来实现数据采集。采集的数据可以包括网络流量、CPU利用率、内存利用率等。为了提高采集效率，可以使用多线程或者分布式采集的方法。
数据处理模块
数据处理模块负责对采集到的原始数据进行处理，包括去噪、去重和数据清洗。去噪操作可以通过滤波器、移动平均等方法实现，去除由于采样误差或者环境噪声导致的异常数据。去重操作可以通过对相邻时间点的数据进行比较，去除重复的数据。数据清洗操作可以通过对数据进行归一化或者标准化处理，使得数据更易于分析和比较。
数据分析模块
数据分析模块是整个框架的核心，用于对清洗后的数据进行统计和分析。可以通过统计方法、机器学习算法等实现性能指标的提取和分析。常用的性能指标包括平均值、方差、峰值等。此外，还可以通过对数据之间的关联性进行分析，找出潜在的性能瓶颈。
结果展示模块
结果展示模块将分析得到的结果进行可视化展示，方便用户查看和理解。可以通过绘制折线图、柱状图等形式展示不同指标的变化趋势。此外，还可以通过生成报告的形式呈现结果，方便用户对结果进行总结和分析。
3. 实验验证和性能评估
为了验证虚拟化网络功能数据测量框架的有效性和性能，进行了一系列实验。实验使用了开源VNF工具，通过采集和处理其性能数据，对其进行了性能分析。实验结果表明，该测量框架能够快速准确地提取关键指标，并发现潜在的性能瓶颈。
4. 结论与展望
本文针对虚拟化网络功能数据测量框架进行了研究，并介绍了其基本架构和关键模块。实验结果表明，该框架能够快速准确地分析VNF的性能和可扩展性。未来的工作可以进一步优化数据采集和处理方法，提高框架的性能和可拓展性。
参考文献：
1. Liu X, Wang Z, Long Q, et al. Survey on virtual network function placement in network virtualization[J]. IEEE Access, 2016, 4: 155-171.
2. Yu J, Li B, Zhao Y, et al. Network Function Virtualization: Concepts and Challenges[J]. Mobile Networks and Applications, 2014, 19(2): 157-167.