基于软件定义网的OpenFlow流调度策略研究

发布时间：2020-01-25 17:09

【摘要】：软件定义网(SDN)为传统网络的发展瓶颈提供了一种解决方案,其最大的改变在于将数据面与控制面相分离,通过SDN协议来连接网络应用与基础设备,通过控制器(Controller)对网络进行全局管控。OpenFlow协议作为SDN的标准协议,通过流表进行消息传递,每张流表都由多级流表项构成,每个流表项对应着网络中传输的一条流,OpenFlow网络中有着数量庞大的流,因此能合理、有效并兼顾公平地进行OpenFlow流调度,并为用户提供优质服务显得尤为重要。在设计OpenFlow流调度算法时,需要遵循一定的公平调度原则。本文的算法中使用了综合性高的效用函数法,且进行了不同公平原则的仿真实验。经调研发现,目前数据层中的OpenFlow流调度主要研究网络中出现拥塞时的流调度策略,虽然在一定程度上避免了拥塞,但只考虑了流的转发规则。在追求良好用户体验的驱动下,将用户的需求和满意度作为流调度的重要因素。因此,在SDN的原有架构上增加用户中心网(UCN),用于提取具有用户属性的参数,构建一种基于UCN的SDN框架结构,以用户满意度为衡量标准进行OpenFlow流调度。常规的资源分配模式为满足用户需求,会尽可能地先把资源耗尽,在网络使用高峰期到达的用户只能获得极少甚至是没有资源分配,这会影响整个网络用户的满意度。由于网络中的用户处于竞争带宽资源的状态,故引入博弈论作为调度算法,而博弈又可分为合作博弈和非合作博弈。在非合作博弈中可以证明存在纳什均衡点,且在一定条件下纳什均衡也是帕累托(pareto)最优点;在合作博弈中则以系统效用函数最大化为目标进行求解,最后在这两种模型中都可得出适用于OpenFlow网络的分布式算法,用户端可通过调整速率使系统满意度达到最优。本文通过仿真验证了算法的可行性与稳定性,通过与直接分配资源的模型相比展现出了一定的优越性,另外还发现在所设网络环境下合作博弈比非合作博弈机制的用户满意度更佳。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP393.0

【参考文献】

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本文编号：2573058