基于SDN的多限制多路径QoS路由算法研究
发布时间：2020-09-10 17:56
随着SDN(SoftwareDefinedNetwork)网络的出现与发展,用户对网络的期待逐渐增高,用户希望某些数据流可以在满足多个限制条件的路径上传输。现有的QoS路由算法研究主要集中在权衡各种限制因素综合选取路径上,无法保障所选路径满足用户限制条件。如何在现有的复杂的网络状态中根据用户的需求高效快速地为其选取完全符合用户限制条件的可靠路径成为一个厄待研究的问题。基于以上问题,本文做了如下工作:(1)针对SDN网络中拓扑集中的情况,对网络状态及用户需求进行建模,实现了网络状态和拓扑情况的抽象化表示,将复杂的网络问题抽象成为一般的数学问题。(2)提出一种基于SDN的多限制多路径QoS路由算法MCMP(Multi-Constrained Multi-Path Routing Algorithm Based On SDN)。首先,对网络中是否存在满足用户限制条件的路径进行判断,根据判断结果分别结合拉格朗日松弛算法和层次分析法的思想,实现当网络中存在符合用户要求的路径时,选取出完全满足用户限制的路径,当网络中不存在符合用户要求的路径时,选取出尽可能满足要求的路径。同时,为预防交换机故障使得传输链路失效,保障链路的可靠性,将交换机的可靠性作为QoS的标准之一,选取出与主传输路径节点不相交的备份路径。(3)搭建基于Floodlight控制器的仿真实验平台,设计并开发了三个模块,分别为数据监测模块、路由计算模块、存储模块。数据监测模块负责监测网络中链路的带宽时延信息,路由计算模块负责计算路径,存储模块负责存储用户的多个限制条件与数据监测模块上传的网络状态信息,并进行实验仿真,验证算法的有效性与可靠性。本文实现的MCMP算法在网络状态允许的情况下,准确选取出完全符合用户限制条件的路径,满足用户的选路需求;同时,选取出与主传输链路节点不相交的备份路径,大大缩短了当主传输路径节点故障后的链路恢复时间,保障网络的可靠性。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.0
【部分图文】：
包含邋＾邋的反向链路的集合邋Ｐ２邋，邋表示为逡逑Ｐ］ｎ，Ｐ１邋＝邋｛（ｕ邋—＞邋ｖ）ａｎｄ（ｖ邋—＞邋ｗ）邋｜邋（ｗ邋—＾邋ｖ）邋ｇ邋Ｐｔａｎｄ（ｖ邋—＞邋ｍ）邋ｅ邋Ｐ＾｝逡逑在图３－３中，加粗实线代表拓扑中由ｓ到／选取的最短路径，虚线代表原图中逡逑不存在的反向链路，加粗虚线代表在最短路径上的反向链路，ＬＢＡ算法如下：逡逑（ａ）邋Ｓｔｅｐ邋１逦（ｂ）邋Ｓｔｅｐ邋２逡逑（ｃ）邋Ｓｔｅｐ邋３逦（ｄ）邋Ｓｔｅｐ邋４逡逑图３－３邋ＬＢＡ算法描述图丨－４丨逡逑ＬＢＡ算法描述如下：逡逑１）
北京邮电大学工程硕士学位论文第五章实验平台的搭建及仿真分析逡逑本章将采用上文实现的Ｆｌｏｏｄｌｉｇｈｔ控制器对算法进行仿真实现，并且验证的性能。数据平面将使用Ｍｉｎｉｎｅｔ仿真平面，模拟ＳＤＮ交换机。实验步骤主括：使用Ｍｉｎｉｎｅｔ搭建自定义网络拓扑、启动带有ＭＣＭＰ路由算法的Ｆｌｏｏｄｌｉｇ制器，运行数据监测模块获取网络参数，验证数据监测模块获取参数的准确行ＭＣＭＰ路由算法选取路径并更新流表，查看最终的选路结果。逡逑本次实验采用如下的网络拓扑结构：逡逑ｈ２逡逑
逡逑网络拓扑仍为图５－１的拓扑图，表５－１的数据为搭建网络自定义拓扑时手动逡逑设定的链路带宽信息，表５－２的数据为数据监测模块所监测到的链路带宽信息。逡逑＾逦ｓ逦0逡逑年均值：逦ＢＨＢ逡逑——一——」逦■■逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑１邋＿邋Ｉ」」ｌｌ：：逡逑１逦２逦３逡逑带宽设定愤个数（个：：逡逑图５－３数据监测|饪榧嗖獯硇阅芡煎义嫌赏迹担呈菁嗖饽？榛袢〉牧绰反硇畔⒂朐即淼亩员韧伎梢钥闯觯义贤ü菁嗖饽？榛袢〉牧绰肥萦肓绰返氖导适萦幸欢ǖ钠畹畈淮螅义显谕迹担持辛街质莼境制剑粕萆缘鸵坏悖词菁嗖饽？樗袢〉氖义暇荽肀攘绰返氖导蚀砥∫恍馐且蛭颐巧柚玫牧绰反硎橇绰返淖畲箦义洗恚导释缤仄酥谢嵊幸恍┯糜诨袢⊥缤仄诵畔⒌氖莅谕缰写洌义险庑┦莅加昧耍澹慷ǖ耐绱恚沟貌饬恐凳切∮谧畲笾档摹ｅ义媳恚担丛剂绰肥毖渝义希模澹欤幔ǎ酰螅╁澹樱慑
本文编号：2816126
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.0
【部分图文】：
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北京邮电大学工程硕士学位论文第五章实验平台的搭建及仿真分析逡逑本章将采用上文实现的Ｆｌｏｏｄｌｉｇｈｔ控制器对算法进行仿真实现，并且验证的性能。数据平面将使用Ｍｉｎｉｎｅｔ仿真平面，模拟ＳＤＮ交换机。实验步骤主括：使用Ｍｉｎｉｎｅｔ搭建自定义网络拓扑、启动带有ＭＣＭＰ路由算法的Ｆｌｏｏｄｌｉｇ制器，运行数据监测模块获取网络参数，验证数据监测模块获取参数的准确行ＭＣＭＰ路由算法选取路径并更新流表，查看最终的选路结果。逡逑本次实验采用如下的网络拓扑结构：逡逑ｈ２逡逑
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