云计算,大数据,人工智能等新兴技术的广泛应用给互联网基础设施带来了巨大挑战,促进了网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)技术的诞生。在NFV中,一个网络业务通常由多个有序的用来处理流的虚拟化网络功能(Virtual Network Function,VNF),即服务功能链(Service Function Chain,SFC)来实现。底层链路,服务器硬件及VNF软件的故障均会影响服务链实际部署的可靠性,从而降低用户对服务的满意度,带来经济损失。当前,冗余备份通常被视作解决该问题的一个有效方式,但会带来额外的资源开销,因此,如何以最少的资源消耗满足服务链可靠性要求是其主要难题。本文将该问题拆分为服务链虚拟链路的多径映射和虚拟节点的冗余备份两个子问题,经过全面调研和深度研究,取得了如下研究成果:(1)提出了虚拟链路的多径映射策略以保障服务链在底层链路故障下的可靠性,并将该问题建模为一个以最小化服务链映射成本为目标的整数非线性规划问题,同时提出了求解算法 AGES(Availability-Guaranteed Embedding of SFC)。多径映射旨利用底层网络支持路径拆分的特性,将服务链的虚拟链路均等映射到多条物理路径上以减少备份带宽资源。最后的仿真实验结果证实了 AGES在保障服务链可靠性,映射成本和备份比率等指标上的优越性。(2)提出了 VNF-节点共享备份策略以保障服务链在VNF软件及节点故障下的可靠性,同时将该问题建模为一个以最小化服务链部署成本为目标的整数线性规划问题,并提出了 PM(Primary Mapping of an SFC)及 CSPR(Cost-efficient SFC Provision for Reliability)两个求解算法。在CSPR中,提出了基于节点可靠性和备份成本评估的备份节点选择策略,以及基于备份节点可靠性矩阵的备份后的服务链的可靠性评估模型。最后,仿真实验结果证实了上述算法在提升服务链可靠性及降低资源消耗上的有效性。