一种光电异构网络下基于OpenFlow的任播实现方案

发布时间：2018-06-22 01:21

本文选题：任播 + 软定义网络　；参考：《北京邮电大学》2014年硕士论文

【摘要】：越来越多的大型数据中心集群式组网的应用正逐步挑战着现有网络控管方式,传统的二层划分VLAN的静态管理方式已经愈发不能满足网络服务提供者和服务请求方的需求。数据中心网络管理方式的不合理性,可能成为影响数据中心发挥其强大计算性能的门槛。本文将研究场景设在这样的数据中心集群互联及大型数据中心内部组网场景下,采用不同于传统的“扁平式”的通过划分虚拟局域网管理数据中心组网的方式。将研究点集中在软定义网络技术上,主要分析软定义网络技术在数据中心网络,特别是异构数据中心组网中的应用价值。本文研究工作主要集中在,软定义网络模式下异构数据中心组网的统一控制方式,虚拟化和资源隔离方式以及考虑应用资源的跨层路径决策策略等方面,并选用OpenFlow协议作为实现方式,提出了一种面向异构网络承载应用的基于OpenFlow实现跨层控制的任播实现方案。本文的主要研究工作和研究成果包括： (一)针对传统任播服务无法无限制自由接入,很难维持有状态服务的通信以及路径权重维度过于单一等问题,提出了一种基于OpenFlow实现跨层控制的任播实现机制,本文中对于该机制的可行性验证,均基于异构组网场景下完成。利用软定义网络统一控制的特点,本文提出的任播实现机制可以结合网络传输资源情况与应用层服务需求及数据中心资源情况综合考虑,从多种任播策略中智能选择最适合当前服务需求的数据交互方式,从组网层面和应用层面跨层优化数据传输路径,将网络资源最优化利用。这样的实现方式的好处是,在更灵活调度分组传输资源的同时赋予电路交换网络,例如光传输网络,更多维度的控制方式,使得两种异构网络的调度更灵活,统一,高效。 (二)针对软定义网路实现中,异构网络虚拟化实现方式和考虑应用层资源和网络资源的联合资源调度决策方式的欠缺。提出了一种异构网络底层资源的统一描述方式,并利用这种统一描述方式定制了一种基于服务描述的网络资源抽象算法以及一种虚拟网络切片的动态反馈调整算法。仿真证明,这两种算法能够有效匹配服务需求与实时网络状况,并能明显改进应用资源负载不均的情况。是适用于异构网络虚拟化的可行方案。 (三)针对本文提出的基于OpenFlow实现跨层控制的任播实现机制的可行性验证问题,加入改进的网络虚拟化代理层的软定义三层控制架构。在参照传统任播原理的基础上,扩展了OpenFlow网络控制器标准实现,设计了资源策略解析器,策略决策模块,切片资源仓库以及服务抽象列表等功能模块及其协作方式。并改进了原有虚拟化层实现模块FlowVisor,开放了其面向服务的接口,设计了控制决策模块,路径缓存,服务切片器以及选路策略解析器等功能模块及其间协作方式。这些改进增强了OpenFlow控制架构在异构数据中心网络中的适用性。本文在进行了以上改进的OpenFlow控制架构上进行了,小流量的流程可验证性,证实了基于OpenFlow实现跨层控制的任播实现机制的可行性。
[Abstract]:The application of more and more large - scale data center cluster network is gradually challenging the existing network control mode . The traditional two - layer partition VLAN static management method has become more and more unable to meet the demand of network service provider and service requester . This paper focuses on the application value of soft - definition network technology in data center network , especially heterogeneous data center networking .

The main research work and research results of this paper include :

This paper proposes an implementation mechanism based on OpenFlow to realize cross - layer control based on OpenFlow , which can combine network transmission resource condition with application layer service requirement and data center resource situation .

( 2 ) In the implementation of soft - definition network , heterogeneous network virtualization implementation mode and joint resource scheduling decision - making method considering application layer resources and network resources . A unified description method of heterogeneous network sub - layer resources is proposed , and a dynamic feedback adjustment algorithm based on service description based network resource abstraction algorithm and a virtual network slice is customized by using this unified description method . Simulation results show that the two algorithms can effectively match service requirement and real - time network condition , and can obviously improve the application resource load unevenness .

( 3 ) In view of the feasibility of OpenFlow based on OpenFlow to implement cross - layer control , a three - layer control architecture for soft - definition of network virtualization agent layer is introduced .
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.07

【参考文献】