基于FPGA的SDN多控制器负载均衡方法研究与实现
发布时间：2020-12-08 07:58
近十年来,网络技术不断革新发展,网络在人们生活中所占用的比率越来越大,网络购物、在线办公、远程视讯和移动支付等已成为人们的日常。然而,高速发展的网络在给生活带来便利的同时,对网络性能的需求也随之增加。传统网络的静态架构分散且复杂,其局限性无法满足新兴网络技术的需求。SDN技术通过将网络数据包的转发过程（数据平面）与路由过程（控制平面）分离,促进网络管理,并通过编程实现高效的网络配置,降低了对网络设备的硬性需求。由于单一控制器的SDN网络难以满足大规模网络数据的传输,因而基于多控制器的分布式SDN网络架构成为当前领域的研究热点之一。基于多控制器的分布式SDN网络提高了网络的灵活性并实现了网络的可拓展,但也面临着负载均衡性的问题。通过交换机迁移的方法可以在一定程度上改善控制平面负载不均衡的问题。然而现有的交换机迁移方案大多是在控制平面中软件实现,这使得在算法在运行时会在控制器中产生额外的负载,同时将算法结果发送至每个控制器以及进行拓扑同步时会产生较多的通信开销。针对该问题,本文设计一种基于FPGA的交换机迁移算法。论文的创新性工作包括:1)针对软件定义网络（SDN）中子域控制器存在负载均衡...
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 课题研究背景
§1.2 国内外研究现状
§1.2.2 SDN多控制器
§1.2.2 最短路径算法
§1.3 研究目标与内容
§1.4 论文的组织结构
第二章 相关技术
§2.1 NetMagic平台概述
§2.2 NetMagic08 平台架构
§2.3 NetMagic工作模式
§2.4 NetMagic开发流程
§2.5 UM用户模块及其关键技术
§2.5.1 UM报文处理流程
§2.5.2 软件访问控制技术
§2.5.3 UM接口时序及局部总线技术
§2.5.4 内部数据包格式
§2.6 基于FPGA的多控制器协同模型
§2.6.1 动态资源协调平面存储器
§2.6.2 基于FPGA的 SDN交换机
§2.7 本章小结
第三章 基于FPGA的交换机迁移算法
§3.1 交换机迁移算法模型构建
§3.2 算法描述
§3.2.1 迁出域及迁移交换机选取
§3.2.2 编码与初始化
§3.2.3 选择运算
§3.2.4 交叉与变异运算
§3.2.5 随机数的生成
§3.3 算法实现
§3.4 实验与结果分析
§3.5 本章小结
第四章 基于FPGA的最短路径算法实现
§4.1 最短路径算法概述
§4.1.1 Dijkstra算法
§4.1.2 Bellman-Ford算法
§4.1.3 Floyd-Warshall算法
§4.1.4 A*算法
§4.2 基于FPGA的 Floyd算法实现
§4.3 实验与结果分析
§4.3.1 功能验证
§4.3.2 性能测试
§4.4 本章小结
第五章 总结与展望
§5.1 主要工作总结
§5.2 未来研究工作展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于回溯蚁群-粒子群混合算法的多点路径规划[J]. 刘丽珏,罗舒宁,高琰,陈美妃. 通信学报. 2019(02)
[2]SDN网络测量技术综述[J]. 张恒,蔡志平,李阳. 中国科学:信息科学. 2018(03)
[3]基于定向加权A~*算法的自主移动机器人路径规划[J]. 张超超,房建东. 计算机应用. 2017(S2)
[4]一种基于多SDN控制器的交换机迁移机制[J]. 李婉,沈苏彬,吴振宇. 计算机技术与发展. 2018(01)
[5]SDN中基于过程优化的交换机竞争迁移算法[J]. 胡涛,张建辉,孔维功,杨森,曹路佳. 通信学报. 2017(08)
[6]软件定义网络中基于时延的Floyd算法[J]. 熊向峰,曹东,赵欣,许进,胡燕. 光通信研究. 2017(04)
[7]基于多目标优化的软件定义网络负载均衡方案[J]. 刘必果,束永安,付应辉. 计算机应用. 2017(06)
[8]基于地理坐标和轨迹数据的路径推荐方法[J]. 蒋仲安,王明,陈雅. 通信学报. 2017(05)
[9]基于Floyd算法的多重最短路问题的改进算法[J]. 左秀峰,沈万杰. 计算机科学. 2017(05)
[10]综合导航网格模型及其在智慧旅游寻径中的应用[J]. 朱庆,王烨萍,张骏骁,陈崇泰,曹振宇. 西南交通大学学报. 2017(01)
硕士论文
[1]基于NetMagic网络拓扑发现的研究[D]. 廖飞.湖南工业大学 2014
本文编号：2904745
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 课题研究背景
§1.2 国内外研究现状
§1.2.2 SDN多控制器
§1.2.2 最短路径算法
§1.3 研究目标与内容
§1.4 论文的组织结构
第二章 相关技术
§2.1 NetMagic平台概述
§2.2 NetMagic08 平台架构
§2.3 NetMagic工作模式
§2.4 NetMagic开发流程
§2.5 UM用户模块及其关键技术
§2.5.1 UM报文处理流程
§2.5.2 软件访问控制技术
§2.5.3 UM接口时序及局部总线技术
§2.5.4 内部数据包格式
§2.6 基于FPGA的多控制器协同模型
§2.6.1 动态资源协调平面存储器
§2.6.2 基于FPGA的 SDN交换机
§2.7 本章小结
第三章 基于FPGA的交换机迁移算法
§3.1 交换机迁移算法模型构建
§3.2 算法描述
§3.2.1 迁出域及迁移交换机选取
§3.2.2 编码与初始化
§3.2.3 选择运算
§3.2.4 交叉与变异运算
§3.2.5 随机数的生成
§3.3 算法实现
§3.4 实验与结果分析
§3.5 本章小结
第四章 基于FPGA的最短路径算法实现
§4.1 最短路径算法概述
§4.1.1 Dijkstra算法
§4.1.2 Bellman-Ford算法
§4.1.3 Floyd-Warshall算法
§4.1.4 A*算法
§4.2 基于FPGA的 Floyd算法实现
§4.3 实验与结果分析
§4.3.1 功能验证
§4.3.2 性能测试
§4.4 本章小结
第五章 总结与展望
§5.1 主要工作总结
§5.2 未来研究工作展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于回溯蚁群-粒子群混合算法的多点路径规划[J]. 刘丽珏,罗舒宁,高琰,陈美妃. 通信学报. 2019(02)
[2]SDN网络测量技术综述[J]. 张恒,蔡志平,李阳. 中国科学:信息科学. 2018(03)
[3]基于定向加权A~*算法的自主移动机器人路径规划[J]. 张超超,房建东. 计算机应用. 2017(S2)
[4]一种基于多SDN控制器的交换机迁移机制[J]. 李婉,沈苏彬,吴振宇. 计算机技术与发展. 2018(01)
[5]SDN中基于过程优化的交换机竞争迁移算法[J]. 胡涛,张建辉,孔维功,杨森,曹路佳. 通信学报. 2017(08)
[6]软件定义网络中基于时延的Floyd算法[J]. 熊向峰,曹东,赵欣,许进,胡燕. 光通信研究. 2017(04)
[7]基于多目标优化的软件定义网络负载均衡方案[J]. 刘必果,束永安,付应辉. 计算机应用. 2017(06)
[8]基于地理坐标和轨迹数据的路径推荐方法[J]. 蒋仲安,王明,陈雅. 通信学报. 2017(05)
[9]基于Floyd算法的多重最短路问题的改进算法[J]. 左秀峰,沈万杰. 计算机科学. 2017(05)
[10]综合导航网格模型及其在智慧旅游寻径中的应用[J]. 朱庆,王烨萍,张骏骁,陈崇泰,曹振宇. 西南交通大学学报. 2017(01)
硕士论文
[1]基于NetMagic网络拓扑发现的研究[D]. 廖飞.湖南工业大学 2014
本文编号：2904745
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/2904745.html
