SDN数据转发平面的高性能多级调度模型设计与仿真

发布时间：2020-09-23 09:02

　　交换设备处在网络的核心位置,网络流量暴风式的增长对交换设备性能的要求越来越高,新增的业务流种类和不断扩大的用户规模要求交换设备不仅能够细化区分各种属性的业务流,还要满足为不同的传输对象有区别的提供服务。这些要求对于普通的单级QoS调度策略来说很难实现,因此需要研究多级调度技术。新型网络架构SDN的出现改变了传统交换设备的结构,实现了其控制面与数据面的分离,使得交换设备更加灵活,关于如何将多级调度技术应用于SDN数据转发平面中的研究备受关注。本文根据DSL论坛依据TR-059协议定义的多级调度通用模型,提出一种适用于SDN数据转发处理单元的多级队列调度模型,并通过软件仿真验证了其正确性和有效性,为投入硬件实现之前的多级调度方案设计和修订作出指导。本文首先分析了SDN数据转发平面中转发处理单元的系统结构和模块功能,提取出多级调度模型仿真的重点模块。然后,介绍了多级调度模型中各模块的设计思路,并使用C++语言编程实现了该模型。本文的仿真模型对输入数据的调度处理主要分为五级,分别是:入队级调度、业务流级调度、用户级调度、目的子网级调度和输出端口级调度,其中,重点实现并且改进的算法包括:WRR、DWRR和WFQ。最后,在各种输入负载和不同业务流类型的条件下测试该多级调度模型和各级调度算法的性能,通过和单级调度模型的测试结果对比,证明了本文所设计的多级调度方案能够提供层次化的QoS,并且在流量拥塞时可以进行流量控制,保证业务流级、用户级和子网级的流量按预定的带宽比例输出。
【学位单位】：西安电子科技大学
【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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7度队列和各级调度器，下面简要介绍其构成原理。图2.3 基于 TR-059 协议的多级调度模型1）流分类器流量分类是进行多级调度和流量管理的前提，它可以将数据流贴上不同的标签，从而当数据流进入交换节点被转发时，进行有区别的服务，保证其 QoS 性能。在流量发生拥塞时，对于服务等级高的流量实施整形、队列调度、拥塞避免等措施，保证其有一定的带宽。从原理上来说，流分类可以对数据流在 ISO（InternationalOrganization for Standardization，国际标准化组织）网络模型中的任何网络控制信息段进行。比如根据 IP 首部信息中的 ToS（Type of Service，服务类型）域进行分类，利用其前三位 IP 优先级可以将流分为 8 类，利用其前六位 DSCP（DifferentiatedServices Code Point

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数据帧流控处理流程图

【参考文献】