SDN中基于负载均衡和延时限制的多控制器放置问题研究

发布时间：2020-07-30 05:39

【摘要】：软件定义网络(Software Defined Network,SDN)通过控制层与数据层的解耦,利用集中式的控制器对网络设备进行可编程化管理,实现对网络资源的灵活配置。然而,随着SDN网络的发展,需要采用多个控制器管理网络,进而引发控制器放置问题,即对于给定的网络确定控制器的数量、位置以及管理区域。研究表明,合理的控制器放置能有效保障网络的负载均衡,降低网络延时,提高网络可靠性。本硕士论文,SDN中基于负载均衡和延时限制的多控制器放置问题研究,主要研究内容如下。(1)基于负载均衡和延时的静态多控制器放置问题研究:为解决控制器过载和网络延时造成网络请求不能及时处理的问题。本文提出了静态网络中的控制器放置算法。首先根据已知的交换机和控制器负载信息,确定所需的控制器数量K;然后,提出一种近似比为2的控制域划分算法,得到K个控制器管理区域;最后,在各个控制区域内,选择到其他节点距离和最小的点放置控制器。实验结果表明,与已有工作相比,该算法不仅满足网络的负载近似比为2,而且可以保障网络的延时。(2)基于负载均衡和延时的动态多控制器放置问题研究:在上述研究的基础上,对网络可靠性以及网络运行时控制器过载问题加以考虑,进一步研究该问题。本文将控制器放置分为三个阶段。阶段一:对于静态网络,改进贪心算法,确定控制器的数量;阶段二:以延时,负载均衡,可靠性和连通性等为约束,确定各个控制器的控制区域;阶段三:在网络中单个控制器过载(整个网络不过载)的情况下,动态调整相关控制域,以保证网络的平稳运行。通过实验验证,较其它方法,本文提出的多控制器放置算法,在最小化控制器数量的同时,保障了网络延时、控制器负载和可靠性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP393.0
【图文】：

统网络相比，ＳＤＮ在以下方面具有优势：１）提供高效，敏捷的网络服务；２）灵逡逑活而全面的网络管理；３）更加细粒度的安全保障；４）高效、低成本的运行开销；逡逑５）网络虚拟服务。如图２．１所示，ＳＤＮ网络由数据层、控制层和管理层组成，层逡逑与层之间通过网络接口连接。逡逑６逡逑

图２．２邋ＳＤＮ设备逡逑Ｆｉｇ２．２邋ＳＤＮ邋ｄｅｖｉｃｅｓ逡逑如图２．２所示，在ＳＤＮ架构中，有两种主要设备元素，控制器和转发设备，逡逑其中专门用于数据包转发的ＯｐｅｎＦｌｏｗ交换机组成了数据层。Ｏｐｅｎｎｏｗ交换机基逡逑于流表管道，其中每个流表项由三个部分组成：１）匹配规则；２）动作集？，３）计逡逑数器。这种源自ＯｐｅｎＦｌｏｗ的高水平的简化模型在ＳＤＮ数据层设备中广泛使用，逡逑除此之外，还有诸如ＰＯＦ［３２］、ＮＤＭｓ［３３］等转发设备正在投入使用。逡逑ＯｐｅｎＦｌｏｗ交换机逡逑焱据包逡逑Ｐａｃｋｅｔ逦进入墙口逦Ｐａｃｋｅｔ逡逑ｉｎ逦进入期口逦元咖逦邋逦屖Ｓ逦￣逦ｏｕ，逡逑—邋邋邋－逦？邋ｉｉｌｉ衣邋逦卜邋《

本文编号：2775107