面向SDN中心控制的分布式路由方法研究

发布时间：2020-08-06 14:24

【摘要】：传统网络通常采用IGP等分布式路由协议选路,软件定义网络(Software defined-networking,SDN)采用中心控制的方法集中式计算选路。传统网络的分布式路由协议稳定性较强,但网络资源利用效率低,难以提供满足用户体验要求的服务质量保证。SDN直接集中控制网络转发状态,显著提高网络可管理性。但绝大多数传统网络设备不支持SDN协议,SDN集中控制的可扩展性和健壮性难以保证。Fibbing,是一种能够对分布式路由进行集中控制的架构,对开放式最短路径优先协议(Open Shortest Paths First,OSPF)进行欺骗路由,兼顾SDN的灵活性、可管理性与传统方法的健壮性。Fibbing将虚假节点和链路引入底层链路状态路由协议中,以便路由协议根据扩展的虚假拓扑计算转发表。但由于Fibbing在高效部署、跨域路由等方面还存在不足,本文在Fibbing的基础上进一步改进,主要工作包括以下三个部分:1.通过协同式的Fibbing提升网络路由效率。提出Farsighted Coordinated Fibbing(FCF)算法,FCF在计算路由时考虑路由结果对添加虚假节点和虚假链路的影响,对每条链路所传输流量做线性规划,达到链路开销与虚假节点开销总和最小。实验验证,较之随机算法和最短路算法,FCF在随机网络及经典网络拓扑上,所需添加的虚假节点数明显减少,链路开销与虚假节点开销总和显著降低。2.Fibbing网络协同处理多源多汇流请求。提出Multi-source and Multi-sink Fibbing(MAMF)算法,MAMF对FCF做出了改进,将FCF算法中基于链路改进为基于路径的线性规划,对源点到汇点间的每条路径所传输的流量做线性规划。MAMF弥补FCF不能一次处理多个源汇对间流请求的缺陷。另外,在路由选择上,MAMF还优化考虑多个流请求共用虚假节点。通过实验看出,MAMF在处理多个源汇对间流请求时,对比随机算法和最短路算法,在虚假节点数目及链路与虚假节点相关的总体开销上均明显减少。3.基于Fibbing的灵活跨域路由。提出Fibbing Cross-Domain(FCD)方案与Fibbing Cross-Domain Routing(FCDR)算法。FCD方案中,在网络的域内和域间都使用Fibbing,通过路由重分发及控制器间交互的双重方式让域间和域内的路由进程获取对方信息。FCDR在计算域间路由时考虑域内路由信息,达到域间和域内总体开销最小。实验表明,在跨域路由使用FCD时,FCDR 比最短路算法的域间域内总体开销更小。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP393.0
【图文】：

面向SDN中心控制的分布式路由方法研究

门流请求

增广,拓扑,路由,随机选取

逦ｅ３逡逑Ｖ逡逑ｖｙ邋？逡逑图１－１网络拓扑逦图１－２流请求逡逑图１－２描述了一个流请求，该流请求需要从ｖｌ向ｖ４传输带宽为１０的数据逡逑流量，图１－３展示了邋Ｆｏｂｂｉｎｇ的３种可以让这个网络拓扑满足这个流请求的添加逡逑虚假节点的方式，３种添加虚假节点的方式形成了邋３个不同的增广拓扑。逡逑＠邋ｓ逡逑增广拓扑Ｉ逦增广拓扑ＩＩ逦增广拓扑ＩＩＩ逡逑图１－３三种增广拓扑逡逑增广拓扑Ｉ是随机选取一种可行的路由方式时添加虚假节点的方案。每条链逡逑路上的开销为该链路所传输的数据流量的带宽与单位流量从该链路传输所造成逡逑的开销的乘积。所以ｅｌ，ｅ２，邋ｅ３和ｅ４这３条链路上的开销分别为０，邋３０，邋２０和逡逑０，所以这个增广拓扑所对应的路由方式造成了邋５０的链路开销，需要添加１个虚逡逑假节点。逡逑增广拓扑ＩＩ是选取链路开销最小的路由方式时添加虚假节点的方案。ｅｌ，ｅ２，逡逑ｅ３，邋ｅ４上的开销分别为１２，邋１２，邋８，邋１２，故该增广拓扑所对应的路由方式造成了逡逑４４的链路开销

流程图,流程,步骤,链路

会造成的开销，以减少网络的总开销。逡逑３．１邋ＦＣＦ算法逡逑采用ＦＣＦ算法的Ｆｉｂｂｉｎｇ的主要流程如图３－１所示，在这个流程里，计算路逡逑由时对添加虚假节点时的情况进行了考虑，以减少虚假节点和链路的总开销。逡逑本章提出了一个单源单汇的最小开销网络流线性规划模型，其目标是使得虚逡逑假节点和链路的总开销最小。逡逑网络拓扑逡逑＋逦！，式一逡逑步骤的规则逦ｉ逦ＯＳＰＦ的规贝ＩＪ逦！逡逑ｕ丨ｕ逦ｒ扑逡逑Ｇｅｔ－ｒｏｕｔｅ邋步骤逦Ａｄｄ＿ｎｏｄｅ邋步骤逡逑图３－１邋ＦＣＦ算法的流程逡逑１１逡逑

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