圖靈獎得主Butler Lampson提出了“一切皆可計算”的概念，這一概念的實現(xiàn)不僅得益于數(shù)學模型的發(fā)展和計算、存儲能力的提高，也離不開虛擬化的思想，它使得通用的計算機能夠模擬出幾乎任意一種專用計算設備.如今互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展正在讓時代邁入“萬物皆可互聯(lián)”的階段，網(wǎng)絡不再是簡單的數(shù)據(jù)傳輸工具，豐富多彩的網(wǎng)絡功能使得個性化、定制化、智能化的服務成為可能，如機器對機器通信、視頻直播服務、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、移動智能可穿戴技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等.使用專用的網(wǎng)絡中間盒設備已難以滿足日益增長的用戶需求，而通過虛擬化技術在通用設備上實現(xiàn)高效、靈活、可擴展的網(wǎng)絡功能部署已經(jīng)成為新的趨勢.全球幾大電信運營商在2012年的SDN和OpenFlow大會上首次提出了網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)的概念.在此后的短短幾年時間里，NFV影響的范圍已經(jīng)不僅僅局限于電信領域，成為了設備提供商、云服務提供商、網(wǎng)絡運營商和學術研究人員的新寵兒，相關標準化工作與研究工作正在迅速開展.

在此背景下，我們適時提出組織本期“網(wǎng)絡功能虛擬化”專題，經(jīng)過公開征文及約稿，由特約編輯邀請的約20位計算機網(wǎng)絡領域的專家對征得的稿件進行了嚴格的評審，最終遴選出8篇論文入選本專題.包含1篇綜述和7篇研究性論文，其中4篇研究性論文著眼于NFV平臺的開發(fā)和性能提升，包括負載均衡、故障檢測、可編程硬件和安全可信路由，另外3篇文章則關注NFV資源調(diào)度及服務功能鏈(SFC)的映射編排問題，目標包括縮短任務完成時間、提高SFC可生存性、降低底層網(wǎng)絡資源開銷等.這些文章在一定程度上反映了當前國內(nèi)學者在NFV領域的主要研究工作.

NFV自2012年首次提出以來，在短短的五年多時間里涌現(xiàn)了大量的研究工作.然而，這些工作從表面上看起來異常發(fā)散，往往令初次接觸NFV的人好似盲人摸象，難以把握技術發(fā)展的全貌和趨勢.“網(wǎng)絡功能虛擬化技術研究綜述”(周偉林、楊芫、徐明偉)一文對NFV體系結構、標準化組織、涉及的背景技術以及帶來的機遇和挑戰(zhàn)進行了清晰的闡述，并按照NFV體系結構中兩個相互正交的維度：數(shù)據(jù)控制平面、邏輯物理實現(xiàn)，對已有研究工作進行了梳理和分析.基于上述工作，指出了未來NFV技術需要在通用平臺性能、服務功能鏈映射和放置、安全可靠性方面展開進一步的研究.這個展望也與本次專題所選擇的研究論文所關注的方向不謀而合.

為了使NFV平臺面對數(shù)量龐大的用戶請求和數(shù)據(jù)流量仍然能保持專用設備級別的處理性能，負載均衡是一種重要的技術手段，它將負載均勻分發(fā)至處理能力有限的通用服務器所承載的虛擬網(wǎng)絡功能中.“面向網(wǎng)絡功能虛擬化的高性能負載均衡機制”(王煜煒、劉敏、馬誠等)一文設計并實現(xiàn)了一種基于軟件的通用高性能負載均衡系統(tǒng)，基于軟件定義網(wǎng)絡的思想，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和調(diào)度策略相分離.該系統(tǒng)與已有的軟件負載均衡器相比，極大地提升了數(shù)據(jù)包處理與轉(zhuǎn)發(fā)性能.

能否對故障做出快速響應也是衡量NFV平臺性能的重要因素，現(xiàn)有的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡鏈路故障檢測功能通常由中間盒設備提供或被直接整合到交換設備中.“面向數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的鏈路故障實時檢測即服務”(王軍曉、齊恒、李克秋等)一文利用了虛擬網(wǎng)絡功能來提供鏈路故障實時檢測服務，所設計的基于探測矩陣優(yōu)化的鏈路故障檢測方法與已有方案相比，能以更小的帶寬占用和服務器負載實現(xiàn)更快速的故障檢測.

用軟件的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡功能在性能上面臨挑戰(zhàn)，靈活可編程的硬件從另一個角度提供了解決思路.“DrawerPipe：基于FPGA的可重構分組處理流水線模型”(厲俊男、楊翔瑞、孫志剛)一文針對FPGA實現(xiàn)網(wǎng)絡功能提出了一種可重構的流水線模型，通過裝載不同的處理模塊組合實現(xiàn)各種網(wǎng)絡功能，并提供了一種協(xié)議無關的可編程模塊接口，實現(xiàn)不同模塊之間的適配.實驗結果表明DrawerPipe具有可擴展性強、線速處理、資源利用率高等優(yōu)點，可用于網(wǎng)絡功能的快速部署.

NFV需要滿足來自不同用戶的多樣化需求，其中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的安全可信是一個重要的指標.“基于虛擬拓撲的多級可信傳輸體系及路由計算”(陳文龍、趙一榮、肖融等)一文提出了可信管理策略和多級可信傳輸機制，采用虛擬網(wǎng)絡技術構建的虛擬拓撲能確保網(wǎng)絡中的報文必須通過不小于其可信級別的路由器進行轉(zhuǎn)發(fā).文章基于Floyd算法思想設計了多關聯(lián)拓撲路徑計算方法，相比典型的路由算法計算時間顯著降低.

為了滿足日益增長的用戶需求，NFV需要實現(xiàn)高效的虛擬網(wǎng)絡功能管理、編排和資源分配.“網(wǎng)絡功能虛擬化中延時感知的資源調(diào)度優(yōu)化方法”(徐冉、王文東、龔向陽等)一文針對虛擬網(wǎng)絡功能資源分配和保證良好用戶體驗的問題提出了解決方案.通過考慮虛擬網(wǎng)絡功能在不同資源節(jié)點間傳輸對任務完成時間的影響，設計了啟發(fā)式的算法，與已有研究相比性能有較大提升.

NFV編排和SFC映射可以用于實現(xiàn)資源的高效利用，也能通過預留資源和備份的方式提高網(wǎng)絡功能的可用性.“一種區(qū)分等級的可生存服務功能鏈映射方法”(劉藝、張紅旗、楊英杰等)一文研究了如何兼顧提高SFC可生存能力和降低底層網(wǎng)絡資源開銷，對于對可生存性要求較高的關鍵SFC采用建立備用路徑和快速切換的方法減少分組丟失，而對于一般SFC則選擇重新建立路徑.“網(wǎng)絡功能虛擬化環(huán)境下安全服務鏈故障的備份恢復機制”(黃睿、張紅旗、常德顯)一文則通過預留資源和選擇重映射目標來進行故障修復.

本專題征文發(fā)出后得到了廣大研究人員的積極響應和踴躍投稿.我們感謝所有作者對本刊的大力支持！由于專題容量有限，部分優(yōu)秀稿件無法列入發(fā)表.我們同樣感謝審稿專家對本專題稿件的認真審查和中肯建議！我們還要特別感謝《計算機研究與發(fā)展》編委會和編輯部開辟了網(wǎng)絡功能虛擬化的專題，促進了相關前沿技術的研究和知識傳播，感謝他們?yōu)楸緦ｎ}的編輯和出版付出的辛勤工作！

本專題的出版期望能給廣大研究人員帶來啟發(fā)和幫助，在審稿過程中難免出現(xiàn)不盡人意之處，希望各位作者和讀者包容和諒解，希望同行不吝批評指正.