docs/requirements/usecase.rst

   1 .. This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
   2 .. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
   3
   4 =======================
   5 Use cases and scenarios
   6 =======================
   7
   8 Resource reservation is a basic feature in any virtualization-based network
   9 operation. In order to perform such resource reservation from NFVO to VIM, NFVI
  10 capacity information is also necessary at the NFVO side. Below, four use cases
  11 to show typical requirements and solutions for capacity management and resource
  12 reservation is presented. A typical use case as considered for the Brahmaputra
  13 release is described in :ref:`uc-brahmaputra`.
  14
  15 #.  Resource capacity management
  16 #.  Resource reservation for immediate use
  17 #.  Resource reservation for future use
  18 #.  Co-existence of reservations and allocation requests without reservation
  19
  20 Resource capacity management
  21 ============================
  22
  23 NFVO takes the first decision on in which NFVI it would instantiate a VNF. Along
  24 with NFVIs resource attributes (e.g. availability of hardware accelerators,
  25 particular CPU architectures etc.), NFVO needs to know available capacity of an
  26 NFVI in order to make an informed decision on selecting a particular NFVI. Such
  27 capacity information shall be in a coarser granularity than the respective VIM,
  28 as VIM maintains capacity information of its NFVI in fine details.  However a
  29 very coarse granularity, like simply the number of available virtual CPU cores,
  30 may not be sufficient. In order to allow the NFVO to make well founded
  31 allocation decisions, an appropriate level to expose the available capacity may
  32 be per flavor. Capacity information may be required for the complete NFVI, or
  33 per partition or availability zone, or other granularities. Therefore, VIM
  34 requires to inform the NFVO about available capacity information regarding its
  35 NFVI at a pre-determined abstraction, either by a query-response, or in an
  36 event-based, or in a periodical way.
  37
  38 Resource reservation for immediate use
  39 ======================================
  40
  41 Reservation is inherently for the future. Even if some reserved resources are to
  42 be consumed instantly, there is a network latency between the issuance of a
  43 resource reservation request from the NFVO, a response from the VIM, and actual
  44 allocation of the requested resources to a VNF/VNFM. Within such latency,
  45 resource capacity in the NFVI in question could change, e.g., due to failure,
  46 allocation to a different request. Therefore, the response from a VIM to the
  47 NFVO to a resource reservation request for immediate use should have a validity
  48 period which shows until when this VIM can hold the requested resources. During
  49 this time, the NFVO should proceed to allocation if it wishes to consume the
  50 reserved requested. If allocation is not performed within the validity period,
  51 the response from VIM for a particular resource reservation request becomes
  52 invalid and VIM is not liable to provide those resources to NFVO/VNFM anymore.
  53 Reservations requests for immediate use do not have a start time but may have
  54 an end time.
  55
  56 Resource reservation for future use
  57 ===================================
  58
  59 Network operators may want to reserve extra resources for future use. Such
  60 necessity could arise from predicted congestion in telecom nodes e.g. due to
  61 local traffic spikes for concerts, natural disasters etc. In such a case, the
  62 NFVO, while sending a resource reservation request to the VIM, shall include a
  63 start time (and an end time if necessary). The start time indicates at what
  64 time the reserved resource shall be available to a designated consumer e.g. a
  65 VNF/VNFM. Here, the requirement is that the reserved resources shall be
  66 available when the start time arrives. After the start time has arrived, the
  67 reserved resources are allocated to the designated consumer(s). An explicit
  68 allocation request is needed. How actually these requested resources are held
  69 by the VIM for the period in between the arrival of the resource reservation
  70 request and the actual allocation is outside the scope of this requirement
  71 project.
  72
  73 Co-existence of reservations and allocation requests without reservation
  74 ========================================================================
  75
  76 In a real environment VIM will have to handle allocation requests without any
  77 time reference, i.e. time-unbound, together with time-bound reservations and
  78 allocation requests with an explicitly indicated end-time. A granted
  79 reservation for the future will effectively reduce the available capacity for
  80 any new time-unbound allocation request. The consequence is that reservations,
  81 even those far in the future, may result in denial of service for new
  82 allocation requests.
  83
  84 To alleviate this problem several approaches can be taken. They imply an
  85 implicit or explicit priority scheme:
  86
  87 * Allocation requests without reservation and which are time-unbound will be
  88   granted resources in a best-effort way: if there is instant capacity, but the
  89   resources may be later withdrawn due to the start time of a previously
  90   granted reservation
  91 * Both allocation requests and reservation requests contain a priority which
  92   may be related to SLAs and contractual conditions between the tenant and the
  93   NFVI provider. Interactions may look like:
  94
  95   * A reservation request for future use may cancel another, not yet
  96     started, reservation with lower priority
  97   * An allocation request without reservations and time-unbound [#unbound]_
  98     may be granted resources and prevent a future reservation with lower
  99     priority from getting resources at start time
 100   * A reservation request may result in terminating resources allocated to a
 101     request with no reservation, if the latter has lower priority
 102
 103 .. [#unbound] In this case, the consumer (VNFM or NFVO) requests to immediately
 104               instantiate and assign virtualized resources without having
 105               reserved the resources beforehand