基于服务感知的SDN链路资源管理机制的设计与实现

发布时间：2019-10-26 18:40

【摘要】：SDN网络具备的集中控制、可编程等特点提升了网络的可控性与可扩展性。然而,对网络流量的感知能力不足的问题限制了 SDN网络对网络流量提供基于应用类型的服务质量控制的能力。本论文提出了一种基于服务感知的SDN链路资源管理机制。该机制将服务感知功能引入SDN网络,增强了SDN控制器对于网络的感知能力,使SDN控制器能够以应用类型为粒度进行链路资源的管理。该机制还将流的重要性及链路资源使用情况纳入路径规划的考虑范围,并根据网络现状动态对流的传输路径进行调整,以使链路资源得以更合理的利用。论文针对所提机制中的网络状态感知、应用类型感知、服务质量感知和分级流量最优路径规划等进行了设计与实现。首先,本论文利用SDN网络集中控制、可编程等特点,设计并实现了SDN网络下网络状态感知功能,以实时动态的对网络当前状态及其变化进行监控。其次,本论文基于SDN北向APP设计并实现了 SDN网络下应用类型感知机制,以识别每个流的应用类型。再次,本论文采用程序自自动识别与管理员配置相联动的方式实现了 SDN网络下服务质量感知机制,以识别网络中每个流的服务质量需求。最后,基于所提感知机制,论文设计并实现了一种SDN网络下分级流量最优路径规划机制,根据网络当前状况以及网络中各个流的服务质量需求,动态灵活地对流的路径进行规划。在完成各功能的设计与实现后,本文用x86通用服务器对实现的系统进行部署,并通过Mininet模拟数据平面对其进行测试。测试结果表明,本文提出的基于服务感知的SDN链路资源管理机制在功能上是有效的,在链路使用效率及网络链路瓶颈的预防等方面的性能要优于传统方法。
【图文】：

网络架构,基础架构,控制层,自下而上

织提出并倡导的ＳＤＮ网络架构，即ＳＤＮ是一个将网络的数据转发功能和网络控制逡逑功能相解耦，以使得网络功能直接可编程并使得底层数据转发设备对网络应用和逡逑服务透明的网络。其具体架构如图２－１所示。逡逑Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋Ｌａｙｅｒ邋Ｊ逦逡逑ＳＤＮ应用逡逑＿ｊ—￣Ｊ邋￣ｆｆ邋ＡＰＩ￣ｆ邋ＡＨ￣逡逑Ｃｏｎｔｒｏｌ邋Ｌａｙｅｒ逦Ｉ逡逑Ｎｅｔｗｏｒｋ邋Ｓｅｒｖｉｃｅｓ逡逑—－－逡逑押逦Ｉ逡逑图２－１邋ＳＤＮ网络架构图逡逑在图２－１中，，ＳＤＮ网络架构自下而上可以分为基础架构层、控制层及应用层逡逑三个层次：基础架构层由一系列网络转发设备一一ＳＤＮ交换机构成，负责根据控逡逑５逡逑

视图,总体架构,资源管理,链路

Ｉ逡逑图３－１总体架构图逡逑本课题所提出的基于服务感知的ＳＤＮ链路资源管理机制的总体架构如图３－１逡逑所示。在图３－１中，基于服务感知的ＳＤＮ链路资源管理机制主要是在ＳＤＮ控制器逡逑的基础上通过ＳＤＮ应用的方式实现。基于服务感知的ＳＤＮ链路资源管理机制主要逡逑分为ＳＤＮ网络下网络状态感知机制、ＳＤＮ网络下应用类型感知机制、ＳＤＮ网络下逡逑服务质量感知机制以及ＳＤＮ网络下分级流量最优路径规划机制四个组成部分，具逡逑体如下：逡逑１）网络状态感知机制负责感知当前ＳＤＮ网络的总体状况，如拓扑结构、链逡逑路时延、带宽使用情况、网络中流的传输状况等，并实时维护一个精确的网络状逡逑态视图；逡逑１３逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP393.07

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