动静结合的弹性SDN网络部署方案研究

发布时间：2020-11-15 07:11

　　 软件定义网络是一种新型的网络架构,将网络设备中的控制和数据转发分离开来,通过控制器实现网络的灵活管控,因此控制器的部署对于网络的整体性能至关重。由于网络中的流量是动态变化的,控制器的静态部署关系可能会导致控制器之间的负载失衡的问题。通过对现有研究方案的分析,本文提出了一种动静结合的控制器部署方案。首先,本文提出一种控制器静态部署优化方案,为了满足网络中流量动态变化的特性,本文在静态部署方案的基础上,对交换机进行动态的迁移,实现负载在控制器之间的动态流动,从而实现控制器之间的负载均衡。1.基于IBPSO的控制器静态部署方案:在静态部署方案中,本文将控制器的负载作为优化变量,建立面向控制器负载优化的数学模型,并通过改进的二进制粒子群优化算法来对数学模型进行求解得出控制器的部署方案。该方案首先将控制器部署问题模型化为粒子群中粒子位置优化问题,然后将控制器的处理能力作为约束条件,将控制器负载均衡度函数作为适应度函数来评价部署方案。每个粒子通过迭代不断向历史最佳问题和全局最佳问题优化,最终得到近似最优的SDN控制器部署方案。2.基于负载均衡的交换机动态迁移方案:为了满足网络中流量动态变化的特性,本文通过交换机的动态迁移来实现控制器间的负载均衡。本文首先通过负载失衡检测算法来检测网络中控制负载差异状况,一旦负载差异矩阵中的元素值大于阈值,则触发交换机迁移机制。本文通过交换机迁移算法来选择迁出控制器,待迁交换机和迁入控制器在交换机。通过实验表明,本文的交换机迁移方案可以在实现控制器负载均衡的基础上,有效的降低迁移开销。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.02
【部分图文】：

图 1.1 BalanceFlow 架构BalanceFlow可以灵活的调整每个控制器的负载，并成功的在控制器的负载和个网络的平均传播时延之间寻求一个平衡，但Super控制器的设计却额外增加了制平面的开销。

9图 2.1 HyperFlow 架构Hyperflow实际上被实现为NOX[45]的一个应用程序。它负责（1）控制器之间的全局网络同步，（2）通信到由不同站点的另一个控制器控制的交换机，以及(3)

图 2.2 Onix 架构Onix[46]架构是针对大规摸网络提出的，用来提供网络一致的网络状态分布，络应用程序的全局网络视图以及提供故障恢复机制。Onix将网络状态传播到其实例，以便能够管理大规模网络。Onix架构通过以下三种方式来提高可伸缩性：
【参考文献】

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1 徐义春;肖人彬;;一种改进的二进制粒子群算法[J];模式识别与人工智能;2007年06期

本文编号：2884491