软件定义网络中多控制器负载均衡的设计和实现

发布时间：2020-01-27 07:55

【摘要】：随着网络规模的越来越大,如数据中心网络的规模,单一集中的控制器成为网络规模扩展的瓶颈。因此,多控制器架构部署应运而生。多节点架构必定有负载分布不均匀问题,多控制器架构也不例外。同时,目前关于多控制器架构部署和控制器间通信尚没有详细方案和统一标准。结合软件定义网络的需求和特点,本文主要针对软件定义网络的多控制器间负载均衡机制进行了研究。本文的主要研究内容包括:(1)提出基于负载通告的多控制器负载均衡机制。本文将该机制细分为四个过程:负载测量、负载通告、均衡决策以及交换机迁移。在负载测量阶段,本文确定了控制器负载度量参数,用于衡量控制器的负载程度并判断其是否过载。在负载通告阶段,本文提出一个通告抑制算法来减少负载通告的频率,从而降低因通告带来的通信负荷和处理负荷。在均衡决策阶段,本文设计了待迁移交换机抉择和目标控制器抉择等策略。最后,为了有效且简化地迁移交换机,本文设计了迁移流程以及迁移时的交互协议。(2)结合软件定义网络的开源项目和集群工具部署多SDN控制器架构。在架构部署中,本文选取Mininet模拟数据层,通过其提供的Python API自定义了数据层的网络拓扑。其次选取Floodlight作为控制器,为其添加Packet-In速率统计模块,获取来自数据层的Packet-In包速率。利用JGroups提供的类和接口,本文编码实现了Client类和Receive类,用于实现控制器间通信,并设计了专用的通信协议格式。此外,本文还设计了基于Hping3的特定命令格式来模拟控制器的负载。基于部署的多控制器架构,本文对Floodlight控制器进行二次开发,实现了提出的负载均衡机制,主要功能包括负载参数测量、通告抑制算法和交换机迁移。(3)设计和实现实验,对本文提出的负载均衡机制加以评估。实验从网络吞吐量和负载均衡完成时间两方面评估了该机制。实验结果表明该机制可实现负载均衡并减少完成时间。
【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】：TP393.0

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 安晖;;从“世界定义软件”稳稳做起[J];软件和信息服务;2013年11期

2 郭嘉凯;;软件定义存储:将用户从硬件绑定中解放[J];软件和信息服务;2014年05期

3 章必雄;基于软件定义的多模式无线网络[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2005年02期

4 Ron Harrison;;通讯测量无国界 软件定义测试平台后势看涨[J];电子测试;2006年11期

5 袁航;;软件定义负载均衡[J];软件和信息服务;2014年02期

6 王伟;;趋势之七 金融业“软件定义”滥觞期[J];金融电子化;2014年03期

7 王丛;;软件定义存储市场趋势[J];电脑与电信;2014年06期

8 王丛;;软件定义存储价值[J];电脑与电信;2014年06期

9 王丛;;如何评估软件定义存储[J];电脑与电信;2014年06期

10 翁继东;;软件定义网络关键技术及其实现研究[J];电子技术与软件工程;2014年04期

相关重要报纸文章 前10条

1 何宝宏;软件定义的世界[N];人民邮电;2012年

2 本报记者 郭平;网络向软件定义融合演进[N];计算机世界;2012年

3 邓光青;软件定义网络风头正劲[N];中国质量报;2013年

4 本报记者 郭涛;软件定义存储：市场“二八”开[N];中国计算机报;2013年

5 本报记者 郭涛 策划;软件定义未来[N];中国计算机报;2013年

6 本报记者 李旭阳;软件定义汽车[N];计算机世界;2013年

7 梁敏;软件定义时代来临[N];电脑报;2013年

8 本报记者 刘春辉;全面的虚拟化是实现“软件定义”的重要基石[N];人民邮电;2013年

9 本报记者 郭涛;软件定义存储也要“打假”[N];中国计算机报;2014年

10 沈建苗　编译;软件定义存储,你准备好了吗？[N];计算机世界;2014年

相关博士学位论文 前8条

1 胡滢;软件定义网络节能技术研究[D];北京邮电大学;2017年

2 王玲芝;非线性随机系统概率密度函数形状控制研究[D];西安理工大学;2016年

3 李索恒;软件定义网络中多媒体传输路由及缓存算法研究[D];中国科学技术大学;2016年

4 肖鹏;数据中心下软件定义网络的部署及应用[D];大连海事大学;2016年

5 唐思圆;软件定义网络中资源高效的多播传输研究[D];中国科学技术大学;2017年

6 王军锋;软件定义物联网路由研究[D];华中科技大学;2016年

7 杨恩众;软件定义多媒体组播系统与传输策略研究[D];中国科学技术大学;2017年

8 朱明;高效软件定义车载网络关键技术研究[D];国防科学技术大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 余金科;软件定义网络中多控制器负载均衡的设计和实现[D];北京邮电大学;2017年

2 周泉伟;软件定义光网络的控制器集群化机制研究[D];北京邮电大学;2017年

3 邓春雪;软件定义网络中多控制器部署策略的研究[D];北京邮电大学;2017年

4 郑莉莉;基于SDN的智能网络控制机制研究[D];北京邮电大学;2017年

5 钟庆洪;SDN中面向控制器与交换机可靠通信的资源规划[D];北京邮电大学;2017年

6 甄风华;基于流量调度问题的SDN多控制器结构的研究[D];北京交通大学;2017年

7 苏越;多域路径的部署与优化调整[D];电子科技大学;2017年

8 曹e，

本文编号：2573566