基于SDN的流量感知和带宽控制系统的设计与实现
本文选题:流量感知 切入点:带宽共享 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着互联网应用技术的迅猛发展,人们对于网络的依赖度越来越高,而应用服务的提升,也使得人们对网络媒体的品质也有了更高的要求。上述需求使得人们对于网络带宽的要求越来越高,带宽的增加速度已经很难满足用户的带宽需求。因此,如何有效地利用带宽资源已经成为急需解决的问题。传统的流量感知和带宽控制技术开销较高,且难于部署。软件定义网络(SDN)的出现给该问题的解决带来了新的契机。论文工作研究基于SDN的流量感知与带宽控制系统,以便达到高效利用网络带宽的目的。论文首先分析了基于SDN的流量感知技术和带宽控制技术的研究现状;然后,提出了系统的总体框架并对其中的关键问题进行说明;接下来,对其中的基于多级流表的流量感知模块和带宽控制模块进行了详细的论述;最后,通过大量的实验,对系统的各项性能指标和功能指标进行了测试。论文工作的重点主要包括以下几个方面:(1)提出基于OpenFlow协议多级流表的流量感知算法。所提出的算法利用了OpenFlow交换机会对匹配到流表项规则的数据包进行计数的特征,采用多级流表技术,提出了一种主被动相结合的流量感知方式,利用较小的开销来实现网络流量的感知,并以此获得网络带宽的利用率。(2)设计并实现基于OpenFlow的多用户之间的带宽共享技术。对于网络中流量控制,本文采取了对所有主机设置一个虚拟的IP作为网关,控制器通过选择剩余带宽最大WAN的MAC来作为网关ARP回复的MAC,让主机将数据包从这个MAC地址转发到Internet。这样就完成了动态选路的过程,从而实现用户之间的带宽共享。论文工作通过大量的实验对所实现的系统进行了详尽的测试,测试结果表明流量感知子系统可使用较小开销来实现流量感知的平均准确度可达96%,能够有效保证测量数据信息的准确性。测试结果还验证带宽控制子系统可以实现用户之间的带宽共享,并且能够在WAN端口实现负载均衡。总之,本系统实现了所有的测试指标,在功能和性能上都能满足使用的需求。
[Abstract]:With the rapid development of Internet application technology, people depend more and more on the network, and the application services are improved. It also makes people have higher requirements for the quality of network media. These requirements make the demand for network bandwidth more and more high, and the speed of bandwidth increase has become very difficult to meet the bandwidth requirements of users. How to make effective use of bandwidth resources has become an urgent problem. It is difficult to deploy. The emergence of SDN brings a new opportunity to solve this problem. This paper studies the flow perception and bandwidth control system based on SDN. In order to make efficient use of network bandwidth, this paper firstly analyzes the research status of traffic sensing technology and bandwidth control technology based on SDN; then, proposes the overall framework of the system and explains the key issues. The flow sensing module and bandwidth control module based on multilevel flow table are discussed in detail. Finally, through a large number of experiments, The performance index and function index of the system are tested. The main work of this paper includes the following aspects: 1) the algorithm of traffic perception based on OpenFlow protocol multilevel flow table is proposed. The algorithm uses OpenFlow exchange. The feature of the opportunity to count packets that match the rules of the flow table entry, By using multilevel flow table technology, an active and passive traffic sensing method is proposed to realize network traffic perception with small overhead. The bandwidth utilization ratio of the network is obtained. (2) the bandwidth sharing technology between multi-users based on OpenFlow is designed and implemented. For the traffic control in the network, a virtual IP is set up as the gateway to all hosts in this paper. The controller selects the MAC with the largest residual bandwidth WAN as the MAC of the gateway ARP reply, and allows the host to forward the packet from the MAC address to the Internet. This completes the dynamic routing process. In order to realize the bandwidth sharing among users, the thesis has carried on the detailed test to the realized system through a large number of experiments. The test results show that the traffic sensing subsystem can use small overhead to realize the average accuracy of traffic perception up to 96, which can effectively ensure the accuracy of the measurement data information. The test results also verify that the bandwidth control subsystem can be real. Bandwidth sharing between current users, And it can realize load balance in WAN port. In a word, the system realizes all the test indexes, and can meet the requirements in function and performance.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP393.06
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本文编号:1592428
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