最初,移动通信网络实现了基于电路交换技术的语音通话,后发展成为涵盖视频、音频以及互联网服务的高性能分组交换网。面对快速变化的客户需求,传统分组交换网的灵活性较低、抗灾能力较差、硬件部署成本高,为了改善这些不足,引入了云计算的概念。在此背景下催生了NFV(Network Function Virtualization)解决方案。虚拟化通信网络虽具有成本低廉、灵活性强、及抗灾能力强等优点,但其性能效率及稳定性较低。基于Openstack的NFVI(Infrastructure,NFV基础设施)物理平台存在内存访问损耗较大的问题,这会对VNF(Virtualized Network Function,虚拟网络功能)的信令处理效率、以及VNF的生命周期质量造成负面影响。文中首先分析了基于Openstack的NFV网络功能虚拟化解决方案的发展状况、梳理了VNF实例化流程;从虚拟化(hypervisor)内存性能初始实验结果出发,对比多种虚拟化技术原理,深入研究了VNF内存调用机制及可能对内存访问造成影响的多方面因素;从上层应用到底层资源调用,考虑NFV解决方案整体架构;从内存性能实验工具、hypervisor虚拟化、大页面以及非统一访存架构NUMA(Non Uniform Memory Access Architecture)等方面出发,分析了相关因素对VNF内存性能的影响,并对上述内容进行了验证对比。基于这些理论分析和仿真实验,提出了一种包含执行方法的VNF内存性能优化方案。该方案通过对NFVI平台内存结构、逻辑和物理CPU的分布状况等方面进行考察,结合各方面情况对NFVI平台进行了调试。为满足项目需求,编写了可以一键执行Stream带宽实验的编译工具,并在仿真实验中使用。相比现有研究成果,文中结合Openstack对VNF实例的虚拟化部署方法,对可能对内存带宽性能造成影响的因素进行了详细的分析研究,并在单项验证环节通过对多个功能进行合并实验的方法,确定了优化方法的实施优先级,并保证了优化方案的实施效果。最后遵循优化方案中的流程对NFVI平台和VNF实例进行了仿真实验。在NFVO系统搭建成功后,成功执行了虚拟节点的实例化。后对实验结果进行了量化,并对实验数据进行分析。研究了当前系统的大页面占比和NUMA架构下逻辑CPU和物理CPU的从属关系,并对线程进行了更为合理的分配调用。当前系统中产生内存性能损耗的主要原因是线程之间的内存资源竞争,以及NUMA架构下大页面导致的访问不均现象。考虑上述因素,对实验环境进行调整并执行了性能优化方案,最终成功将计算节点中的VNF虚拟应用的内存性能损耗从37.4%降低至5%以下;并且将NFVI平台及VNF应用的内存带宽分别提高了约18%和86%。并通过对优化方案的实施,总结了内存性能实验调优的实施流程,该实施流程可大幅降低性能优化操作对现网VNF业务的负面影响。