软件定义网络控制平面的弹性资源调度关键技术研究

发布时间：2020-11-11 15:56

　　 传统网络架构固化的特点使得网络的配置与新服务的演进变得非常复杂,当前的网络需要更强的灵活性是一个突出的问题。动态、可控、可编程、高性价比的架构——软件定义网络(software-defined network,简称SDN)应运而生。而SDN网络中单控制器更易于新业务的测试与部署,但也成为网络性能的瓶颈,现今大型网络或数据中心采用控制器集群技术,可以避免单点失效,解决可扩展性差、易受攻击等问题。然而,主流的集群架构仍采用“控制器-交换机”静态式管控关系,使得控制器集群的资源浪费难以避免。对此问题,本文首先分析了控制器集群的相关技术,剖析了因静态的管控关系无法适应动态流量变化而导致的控制器集群资源分配不均衡的问题。进而提出并实现了在OpenDaylight平台上控制平面的一种弹性资源调度技术,从CPU、内存的资源考虑,在对申请连接的交换机做初始的控制器分配后,通过对每个控制器剩余资源的监测,动态地调整控制器与交换机的管控关系,有选择性地唤醒或休眠结点,避免集群的资源缺失或过剩问题。最后,通过实验证明,控制平面的弹性资源调度技术在网络流量动态变化的情况下,缩短了交换机请求回复的时间,保证了集群的有效运转,同时也减少了资源消耗。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.02
【部分图文】：

向数据平面下发流表；应用平面提供一些如简单网络管理协议（ＳＮＭＰ）等的??软件服务和基础工具［１５］，用于远程监控，管理控制器及其功能，控制平面与数据??平面通过南向接口通信，应用平面与控制平面通过北向接口通信，如图１．１（ｂ）所??示。由于控制平面与数据平面分离，控制器与其上的应用可以根据自己特定的需??求，如安全策略、服务质量（ＱｏＳ）、流量工程、网络监测，通过南向接口下发指定??的流表

?域２??图１．２控制器集群的多域路径下发流程??图１．３是逻辑集中型控制器的简单架构，由图可见控制器之间有一个数据存??储机制，使其共享同一个网络视图。为了维护全局视图、制定全局最优解，这些??物理分布的控制器通过东西向ＡＰＩ互相同步自己的状态。ＳＤＮ控制器在建立全局??网络状态前，必须将集群中其他控制器的本地网络状态进行汇总，当一个控制器??本地视图变化后，也需要通知集群中其他控制器。集群中的控制器的状态具有一??致性的，所以这类控制器也被称为对等型控制器或复制状态式控制器。??有两种从其他ＳＤＮ控制器获取网络信息的方式，分别是轮询模式与发布－订??阅模式。??？?轮询：即使没有网络信息变化，每台控制器也周期性地询问其他控制器??最新的网络信息，比如每十分钟更新一次新的交换机情况。这会导致网??络信息更新的时延

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【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 吁迎平;秦华;;OpenFlow网络中控制器负载均衡策略研究[J];网络安全技术与应用;2015年03期

2 左青云;陈鸣;赵广松;邢长友;张国敏;蒋培成;;基于OpenFlow的SDN技术研究[J];软件学报;2013年05期

本文编号：2879410