Traditionally, Network Function Virtualization (NFV) has been implemented to run on Virtual Machines (VMs) in form of Virtual Network Functions (VNFs). More recently, the so-called Serverless Computing has gained traction in cloud computing, offering Function-as-a-Service (FaaS) platforms that make use of containerization techniques to deploy services. In contrast to VM-based VNFs, where resources are usually reserved and continuously running, FaaS can just be subsets of code implementing small functions allowing for event-driven, on-demand instantiations. Thus, a hybrid VM-Container based Service Function Chains (SFCs) are a natural evolution of NFV architecture. We study a novel problem of optimal placement of hybrid SFCs from an Internet Service Provider (ISP) point of view, whereby VNFs can be instantiated either over VMs or containers in a generic edge and cloud continuum. To this end, we propose a Mixed-Integer Linear Programming model as well as a heuristic solution to solve this optimization problem that considers three objectives unique to the specific VM and container deployment in a carrier network: operational costs for maintaining servers in the edge, costs of placing VNFs in third-party cloud providers and penalty costs applied when SLA agreements are violated in terms of end-to-end delay. We also propose 2-phases optimization process to analyze the effect on performance as a result of replications and migrations of VNFs. The model can be used to highlight scenarios where a combination of VMs and containers can provide most benefits from the monetary costs point of view.

中文翻译：

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关于虚拟机和容器的混合服务功能链 (SFC) 在通用边缘云连续体中的最佳放置

传统上，网络功能虚拟化 (NFV) 已实施为以虚拟网络功能 (VNF) 的形式在虚拟机 (VM) 上运行。最近，所谓的无服务器计算（Serverless Computing）在云计算领域越来越受欢迎，它提供了利用容器化技术部署服务的功能即服务 (FaaS) 平台。与基于 VM 的 VNF 相比，其中资源通常被保留并持续运行，FaaS 可以只是实现小功能的代码子集，允许事件驱动的按需实例化。因此，基于混合虚拟机-容器的服务功能链 (SFC) 是 NFV 架构的自然演变。我们从互联网服务提供商 (ISP) 的角度研究了混合 SFC 最佳放置的新问题，VNF 可以通过虚拟机或容器在通用边缘和云连续体中实例化。为此，我们提出了一个混合整数线性规划模型以及一个启发式解决方案来解决这个优化问题，该问题考虑了运营商网络中特定虚拟机和容器部署所特有的三个目标：维护边缘服务器的运营成本，将 VNF 放置在第三方云提供商中的成本以及在端到端延迟方面违反 SLA 协议时应用的惩罚成本。我们还提出了两阶段优化过程来分析 VNF 复制和迁移对性能的影响。该模型可用于突出显示虚拟机和容器的组合可以从货币成本的角度提供最大收益的场景。为此，我们提出了一个混合整数线性规划模型以及一个启发式解决方案来解决这个优化问题，该问题考虑了运营商网络中特定虚拟机和容器部署所特有的三个目标：维护边缘服务器的运营成本，将 VNF 放置在第三方云提供商中的成本以及在端到端延迟方面违反 SLA 协议时应用的惩罚成本。我们还提出了两阶段优化过程来分析 VNF 复制和迁移对性能的影响。该模型可用于突出显示虚拟机和容器的组合可以从货币成本的角度提供最大收益的场景。为此，我们提出了一个混合整数线性规划模型以及一个启发式解决方案来解决这个优化问题，该问题考虑了运营商网络中特定虚拟机和容器部署所特有的三个目标：维护边缘服务器的运营成本，将 VNF 放置在第三方云提供商中的成本以及在端到端延迟方面违反 SLA 协议时应用的惩罚成本。我们还提出了两阶段优化过程来分析 VNF 复制和迁移对性能的影响。该模型可用于突出显示虚拟机和容器的组合可以从货币成本的角度提供最大收益的场景。我们提出了一个混合整数线性规划模型以及一个启发式解决方案来解决这个优化问题，该问题考虑了运营商网络中特定虚拟机和容器部署所特有的三个目标：维护边缘服务器的运营成本，放置 VNF 的成本在端到端延迟方面违反 SLA 协议时适用于第三方云提供商和惩罚成本。我们还提出了两阶段优化过程来分析 VNF 的复制和迁移对性能的影响。该模型可用于突出显示虚拟机和容器的组合可以从货币成本的角度提供最大收益的场景。我们提出了一个混合整数线性规划模型以及一个启发式解决方案来解决这个优化问题，该问题考虑了运营商网络中特定虚拟机和容器部署所特有的三个目标：维护边缘服务器的运营成本，放置 VNF 的成本在端到端延迟方面违反 SLA 协议时适用于第三方云提供商和惩罚成本。我们还提出了两阶段优化过程来分析 VNF 复制和迁移对性能的影响。该模型可用于突出显示虚拟机和容器的组合可以从货币成本的角度提供最大收益的场景。将 VNF 放置在第三方云提供商中的成本以及在端到端延迟方面违反 SLA 协议时应用的惩罚成本。我们还提出了两阶段优化过程来分析 VNF 复制和迁移对性能的影响。该模型可用于突出显示虚拟机和容器的组合可以从货币成本的角度提供最大收益的场景。将 VNF 放置在第三方云提供商中的成本以及在端到端延迟方面违反 SLA 协议时应用的惩罚成本。我们还提出了两阶段优化过程来分析 VNF 复制和迁移对性能的影响。该模型可用于突出显示虚拟机和容器的组合可以从货币成本的角度提供最大收益的场景。