基于SDN的多级多域流量动态协同调度机制研究

发布时间：2020-10-25 00:06

　　 本文研究主要是为了解决大型网络架构下的基于软件定义网络的路由以及负载均衡问题,在之前研究的基础上提出了一种基于多级多域架构的动态协同流量调度机制。该研究和设计由多个部分构成,主要有针对特定分层架构的流量调度策略的设计与优化,并且考虑到多控制域所存在的大规模网络场景的部署方案,因此涉及的设计和创新点有多个方面,与传统路由和集中化的场景相比有较多的创新。总结为以下几点:在路由架构方面,目前主要有单一控制域和多控制域的架构,多控制域分为扁平集中式和分层式路由架构,集中式的架构很难满足对频繁的转发请求消息和网络统计信息处理的要求。为了解决大规模网络负载均衡问题,本文采用了一种分层式的多级多域路由架构,应用分布式路由架构可以合理的进行负载分配和流量调度,避免单一控制域性能瓶颈的出现,并且现有的流量调度策略无法根据多个域里链路状态和流量分布的变化进行动态的调整,因此本文采用了一种域内和域间协同的调度机制,根据链路负载状态和流量分布情况等参数,域间和域内根据不同的策略进行路由选择和动态调整,提高多个域网络的平均链路利用率和吞吐率,降低了路由计算的复杂度。当控制域增多时,各个域的管理规模和请求时延也成为了限制网络性能的问题之一,如何进行区域划分和如何确定多控制域的部署位置成为提高性能的决定性因素。本文利用基于聚类的部署方案,根据负载和时延不断进行优化迭代,以最小时延作为决定因子,最后确定多级多域架构部署的最佳方案,达到了均衡各个域间的负载,且降低了时延的效果。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP393.0
【部分图文】：

图２－１?ＳＤＮ架构??［７］主要由三种组件构成：应用平面（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?Ｐａｎｅ）、数据平面（Ｄａｔａ?Ｐｌａｎｅ），此外还包括一个功能的管理平面。??程序是通过北向接口（ＮＢＩ）明确直接的以编程为传达给ＳＤＮ控制器。此外，应用程序可能的抽象视图。ＳＤＮ应用程序由一个ＳＤＮ应用动程序组成。应用程序可以暴露为另一层的抽象理提供一个或多个更高级别的ＮＢＩ。??是一个逻辑集中的实体，负责将ＳＤＮ应用层的为ＳＤＮ应用提供网络的抽象视图（包括统计多个ＮＢＩ代理，ＳＤＮ控制逻辑和数据平面接口上集中的实体既没有规定实现细节，例如多个接，控制器之间的通信接口，虚拟化或网络资

?ｆ转发设备１?［转发设备］［＿转发设备］??图２－１?ＳＤＮ架构??ＳＤＮ架构［７］主要由三种组件构成：应用平面（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?Ｐｌａｎｅ）、控制平??面（Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｐｌａｎｅ）、数据平面（Ｄａｔａ?Ｐｌａｎｅ），此外还包括一个与其他平面相关??联，用于配置等功能的管理平面。??ＳＤＮ应用程序是通过北向接口（ＮＢＩ）明确直接的以编程方式将其网络要??求和所需网络行为传达给ＳＤＮ控制器。此外，应用程序可能会为了内部决策??目的而使用网络的抽象视图。ＳＤＮ应用程序由一个ＳＤＮ应用程序逻辑和一个??或多个ＮＢＩ驱动程序组成。应用程序可以暴露为另一层的抽象网络，从而通过??各自的ＮＢＩ代理提供一个或多个更高级别的ＮＢＩ。??ＳＤＮ控制器是一个逻辑集中的实体，负责将ＳＤＮ应用层的需求转换为ＳＤＮ??数据路径，并且为ＳＤＮ应用提供网络的抽象视图（包括统计和事件）。ＳＤＮ??控制器由一个或多个ＮＢＩ代理，ＳＤＮ控制逻辑和数据平面接口（ＣＤＰＩ）驱动??程序组成。逻辑上集中的实体既没有规定实现细节

??图２－２?ＳＤＮ交换设备架构??２．１．４?ＳＤＮ控制器??ＳＤＮ控制平面是由一个或者多个控制器构成。作为用于数据控制的独立??ＳＤＮ核心系统，控制器起着连接数据平面交换设备和上层应用的关键作用。一??方面，控制器可以通过南向接口协议对下层的交换设备进行流表下发，状态收集，??路由决策和集中管理，并且调度数据平面链路的流量；另一方面，控制器可以使??用户根据自己的网络场景开发相应的网络策略，通过北向接口向上层应用提供可??编程性。??如果根据模块组合的体系结构实现ＳＤＮ控制器，当控制器的功能逐渐增加??时，系统可扩展性差的问题将不可避免地变得突出，开发新的网络应用将变得极??其困难。因此，市场上的大多数开源控制器使用类似于计算机操作系统的分层架??构来设计
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本文编号：2855162