数据中心软件定义网络拥塞控制技术的研究与实现
发布时间：2021-02-02 22:57
软件定义网络（SDN）具有集中化控制、提供开放式可编程接口的特点,简化了网络配置,带来了更灵活和可扩展的资源分配和利用方式,在数据中心内得到广泛应用。而由于数据中心流量的突发性和随机性,数据中心存在网络拥塞问题,不利于保障网络服务质量。论文针对数据中心网络中的拥塞问题,研究了 SDN拥塞控制技术,将高负载链路上的elephant流迁移到低负载链路上,并提出了一种概率路由技术,引入MNL（多项Logit模型）,以概率、随机的方式选择转移路径,设计并实现了 SDN拥塞控制系统。论文的主要内容如下:1)针对数据中心网络的拥塞问题,本文提出了一种SDN拥塞控制技术,周期性对网络链路进行监测,在链路拥塞时,通过将elephant流迁移到其它可替代路径来缓解拥塞。2)目前主流的路由算法在调度多条流时容易将多流聚合到网络中的同一链路上,导致新的链路拥塞,针对这一缺陷,本文提出了一种概率路由算法,引入MNL模型,以概率、随机的方式选择路径,减少多流聚合的情况。3)设计并实现了SDN拥塞控制系统,包括拓扑管理模块、网络状态信息模块、拥塞监测模块、elephant流检测模块和路由模块,并对该系统进行测试实...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SDN架构图
虽然存放在转发设备内，流表是由控制器来生成的，并且控制器可以随时对流??表进行增加、删除、修改操作。流表内的流表项是数据包用来进行匹配的元素，??如图２－２所示，流表项并非仅仅只是通用的ＩＰ五元组，还包含一些关键字和执??行动作组成的规则，每一条流表项的Ｍａｔｃｈ?Ｆｉｅｌｄ?（匹配域）的匹配规则都比传??统网络匹配数据包的方式更为复杂，这意味着流表可以行使更加精细、高效的??数据管理方案ｔＭ。当转发设备收到一个数据包后，通过匹配流表项指定这个数??据包接下来的动作是转发给指定端、丢弃还是上传给控制器等。利用ＯｐｅｎＦｌｏｗ??协议的性质，网络管理人员可以通过控制器自定义网络配置，细粒度管控流的??传输方式，对网络进行集中式管理。??Ｍａｔｃｈ?Ｆｉｅｌｄ?Ｐｒｉｏｒｉｔｙ?Ｃｏｕｎｔｅｒｓ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ?Ｔｉｍｅｏｕｔｓ?Ｃｏｏｋｉｅｓ??／?、、、．」、？？」？、、、＾?????????????！?Ｉｎｇｒｅｓｓ?Ｅｔｈｅｒ?Ｅｔｈｅｒ?Ｅｔｈｅｒ?Ｖｌａｎ?Ｖｌａｎ?｜Ｐｓｒｃ?｜Ｐ（ｊｓｔ?，Ｐ?ｊｏＳ?ＴＣｐ／ｕＤ？＇＇．??Ｐｏｒｔ?Ｓｏｕｒｃｅ?Ｄｓｔ?Ｔｙｐｅ?ｉｄ?Ｐｒｉｏｒｉｔｙ?ｐｒｏｔｏ?Ｓｒｃ?Ｐｏｒｔ?Ｄｓｔ?Ｐｏｒｔ??图２－２?ＯｐｅｎＦｌｏｗ流表项数据结构图??ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议自２００８年产生至今，已经经历了很多版本，ＯｐｅｎＦｌｏｗ协??议版本的制定工作主要是由０ＮＦ来完成。ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议现在已经有１．０、１．１、??１．２、１．３、１．４和１．５版本
虽然存放在转发设备内，流表是由控制器来生成的，并且控制器可以随时对流??表进行增加、删除、修改操作。流表内的流表项是数据包用来进行匹配的元素，??如图２－２所示，流表项并非仅仅只是通用的ＩＰ五元组，还包含一些关键字和执??行动作组成的规则，每一条流表项的Ｍａｔｃｈ?Ｆｉｅｌｄ?（匹配域）的匹配规则都比传??统网络匹配数据包的方式更为复杂，这意味着流表可以行使更加精细、高效的??数据管理方案ｔＭ。当转发设备收到一个数据包后，通过匹配流表项指定这个数??据包接下来的动作是转发给指定端、丢弃还是上传给控制器等。利用ＯｐｅｎＦｌｏｗ??协议的性质，网络管理人员可以通过控制器自定义网络配置，细粒度管控流的??传输方式，对网络进行集中式管理。??Ｍａｔｃｈ?Ｆｉｅｌｄ?Ｐｒｉｏｒｉｔｙ?Ｃｏｕｎｔｅｒｓ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ?Ｔｉｍｅｏｕｔｓ?Ｃｏｏｋｉｅｓ??／?、、、．」、？？」？、、、＾?????????????！?Ｉｎｇｒｅｓｓ?Ｅｔｈｅｒ?Ｅｔｈｅｒ?Ｅｔｈｅｒ?Ｖｌａｎ?Ｖｌａｎ?｜Ｐｓｒｃ?｜Ｐ（ｊｓｔ?，Ｐ?ｊｏＳ?ＴＣｐ／ｕＤ？＇＇．??Ｐｏｒｔ?Ｓｏｕｒｃｅ?Ｄｓｔ?Ｔｙｐｅ?ｉｄ?Ｐｒｉｏｒｉｔｙ?ｐｒｏｔｏ?Ｓｒｃ?Ｐｏｒｔ?Ｄｓｔ?Ｐｏｒｔ??图２－２?ＯｐｅｎＦｌｏｗ流表项数据结构图??ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议自２００８年产生至今，已经经历了很多版本，ＯｐｅｎＦｌｏｗ协??议版本的制定工作主要是由０ＮＦ来完成。ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议现在已经有１．０、１．１、??１．２、１．３、１．４和１．５版本
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据中心网络流调度技术前沿进展[J]. 胡智尧,李东升,李紫阳. 计算机研究与发展. 2018(09)
[2]数据中心网络下基于SDN的TCP拥塞控制机制研究与实现[J]. 陆一飞,朱书宏. 计算机学报. 2017(09)
[3]基于软件定义网络的流量工程[J]. 周桐庆,蔡志平,夏竟,徐明. 软件学报. 2016(02)
[4]Nimble:一种适用于OpenFlow网络的快速流调度策略[J]. 李龙,付斌章,陈明宇,张立新. 计算机学报. 2015(05)
[5]数据中心网络的研究进展与趋势[J]. 李丹,陈贵海,任丰原,蒋长林,徐明伟. 计算机学报. 2014(02)
博士论文
[1]软件定义网络流表与规则优化技术研究[D]. 冷冰.中国科学技术大学 2018
本文编号：3015506
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SDN架构图
虽然存放在转发设备内，流表是由控制器来生成的，并且控制器可以随时对流??表进行增加、删除、修改操作。流表内的流表项是数据包用来进行匹配的元素，??如图２－２所示，流表项并非仅仅只是通用的ＩＰ五元组，还包含一些关键字和执??行动作组成的规则，每一条流表项的Ｍａｔｃｈ?Ｆｉｅｌｄ?（匹配域）的匹配规则都比传??统网络匹配数据包的方式更为复杂，这意味着流表可以行使更加精细、高效的??数据管理方案ｔＭ。当转发设备收到一个数据包后，通过匹配流表项指定这个数??据包接下来的动作是转发给指定端、丢弃还是上传给控制器等。利用ＯｐｅｎＦｌｏｗ??协议的性质，网络管理人员可以通过控制器自定义网络配置，细粒度管控流的??传输方式，对网络进行集中式管理。??Ｍａｔｃｈ?Ｆｉｅｌｄ?Ｐｒｉｏｒｉｔｙ?Ｃｏｕｎｔｅｒｓ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ?Ｔｉｍｅｏｕｔｓ?Ｃｏｏｋｉｅｓ??／?、、、．」、？？」？、、、＾?????????????！?Ｉｎｇｒｅｓｓ?Ｅｔｈｅｒ?Ｅｔｈｅｒ?Ｅｔｈｅｒ?Ｖｌａｎ?Ｖｌａｎ?｜Ｐｓｒｃ?｜Ｐ（ｊｓｔ?，Ｐ?ｊｏＳ?ＴＣｐ／ｕＤ？＇＇．??Ｐｏｒｔ?Ｓｏｕｒｃｅ?Ｄｓｔ?Ｔｙｐｅ?ｉｄ?Ｐｒｉｏｒｉｔｙ?ｐｒｏｔｏ?Ｓｒｃ?Ｐｏｒｔ?Ｄｓｔ?Ｐｏｒｔ??图２－２?ＯｐｅｎＦｌｏｗ流表项数据结构图??ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议自２００８年产生至今，已经经历了很多版本，ＯｐｅｎＦｌｏｗ协??议版本的制定工作主要是由０ＮＦ来完成。ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议现在已经有１．０、１．１、??１．２、１．３、１．４和１．５版本
虽然存放在转发设备内，流表是由控制器来生成的，并且控制器可以随时对流??表进行增加、删除、修改操作。流表内的流表项是数据包用来进行匹配的元素，??如图２－２所示，流表项并非仅仅只是通用的ＩＰ五元组，还包含一些关键字和执??行动作组成的规则，每一条流表项的Ｍａｔｃｈ?Ｆｉｅｌｄ?（匹配域）的匹配规则都比传??统网络匹配数据包的方式更为复杂，这意味着流表可以行使更加精细、高效的??数据管理方案ｔＭ。当转发设备收到一个数据包后，通过匹配流表项指定这个数??据包接下来的动作是转发给指定端、丢弃还是上传给控制器等。利用ＯｐｅｎＦｌｏｗ??协议的性质，网络管理人员可以通过控制器自定义网络配置，细粒度管控流的??传输方式，对网络进行集中式管理。??Ｍａｔｃｈ?Ｆｉｅｌｄ?Ｐｒｉｏｒｉｔｙ?Ｃｏｕｎｔｅｒｓ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ?Ｔｉｍｅｏｕｔｓ?Ｃｏｏｋｉｅｓ??／?、、、．」、？？」？、、、＾?????????????！?Ｉｎｇｒｅｓｓ?Ｅｔｈｅｒ?Ｅｔｈｅｒ?Ｅｔｈｅｒ?Ｖｌａｎ?Ｖｌａｎ?｜Ｐｓｒｃ?｜Ｐ（ｊｓｔ?，Ｐ?ｊｏＳ?ＴＣｐ／ｕＤ？＇＇．??Ｐｏｒｔ?Ｓｏｕｒｃｅ?Ｄｓｔ?Ｔｙｐｅ?ｉｄ?Ｐｒｉｏｒｉｔｙ?ｐｒｏｔｏ?Ｓｒｃ?Ｐｏｒｔ?Ｄｓｔ?Ｐｏｒｔ??图２－２?ＯｐｅｎＦｌｏｗ流表项数据结构图??ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议自２００８年产生至今，已经经历了很多版本，ＯｐｅｎＦｌｏｗ协??议版本的制定工作主要是由０ＮＦ来完成。ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议现在已经有１．０、１．１、??１．２、１．３、１．４和１．５版本
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据中心网络流调度技术前沿进展[J]. 胡智尧,李东升,李紫阳. 计算机研究与发展. 2018(09)
[2]数据中心网络下基于SDN的TCP拥塞控制机制研究与实现[J]. 陆一飞,朱书宏. 计算机学报. 2017(09)
[3]基于软件定义网络的流量工程[J]. 周桐庆,蔡志平,夏竟,徐明. 软件学报. 2016(02)
[4]Nimble:一种适用于OpenFlow网络的快速流调度策略[J]. 李龙,付斌章,陈明宇,张立新. 计算机学报. 2015(05)
[5]数据中心网络的研究进展与趋势[J]. 李丹,陈贵海,任丰原,蒋长林,徐明伟. 计算机学报. 2014(02)
博士论文
[1]软件定义网络流表与规则优化技术研究[D]. 冷冰.中国科学技术大学 2018
本文编号：3015506
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/3015506.html
