基于SDN的数据中心网络负载均衡算法研究
发布时间：2021-02-07 07:02
近年来云计算等新兴技术迅速崛起,随之带给数据中心的是巨大的网络流量压力,传统网络架构难以对流量进行高效地调度,以至于无法满足其上应用对于性能的需求。软件定义网络（Software Defined Network,SDN）作为一种新兴的网络体系架构,彻底颠覆了传统网络对流量的调度方式。它将网络数据的控制与转发分离,使其具有集中式架构的特性,能够掌握全局的网络视图。这为解决数据中心流量调度,实现全网负载均衡提供了很好的思路。本文主要围绕着SDN环境下的数据中心网络负载均衡问题进行研究。根据负载均衡算法的分类标准,本文分别针对确定性算法存在的大流调度不均匀,易引发网络拥塞等问题,以及非确定性算法存在的收敛速度慢,搜索过早停滞等问题,进一步提出了两种改进算法。1.基于大流分布的负载均衡算法。该算法以全网链路负载均方差为优化目标,先是利用Yen算法对大流的初始候选路径集合进行计算,然后通过选择大流分布度相对较低的路径缩小相应候选路径范围,最后则将可用负载度最高的路径作为最终的大流调度方案。经过实验仿真,该算法与其它经典的确定性算法相比,在各个方面都获得了更优的性能。2.基于蚁群改进的负载均衡算法...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题的来源及研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 课题的主要研究内容
1.4 论文组织结构及内容安排
第2章 相关技术介绍
2.1 SDN概述
2.1.1 SDN架构
2.1.2 SDN控制器
2.1.3 OpenFlow协议
2.1.4 OpenFlow交换机
2.2 数据中心网络
2.2.1 数据中心网络拓扑结构
2.2.2 数据中心网络流量特征
2.3 负载均衡技术
2.3.1 负载均衡技术分类
2.3.2 负载均衡问题建模
2.4 本章小结
第3章 基于大流分布的负载均衡算法
3.1 问题分析
3.2 基于大流分布的负载均衡算法
3.2.1 算法优化目标
3.2.2 算法主要思想
3.2.3 Yen算法
3.2.4 算法关键设计
3.2.5 算法流程及分析
3.3 实验仿真与分析
3.3.1 实验工具介绍
3.3.2 实验环境搭建
3.3.3 实验参数设置
3.3.4 实验对比分析
3.4 本章小结
第4章 基于蚁群改进算法的负载均衡研究
4.1 蚁群算法概述
4.1.1 蚁群算法基本原理
4.1.2 蚁群算法数学模型
4.1.3 蚁群算法经典优化
4.2 问题分析
4.3 基于蚁群改进的负载均衡算法
4.3.1 算法优化目标
4.3.2 算法主要思想
4.3.3 算法关键设计
4.3.4 算法流程及分析
4.4 实验仿真与分析
4.4.1 实验参数设置
4.4.2 实验对比分析
4.5 本章小结
第5章 数据中心网络负载均衡系统
5.1 系统整体架构
5.2 关键功能模块
5.2.1 拓扑发现模块
5.2.2 信息采集模块
5.2.3 大流检测模块
5.2.4 负载均衡监控模块
5.2.5 路径决策模块
5.2.6 流表安装模块
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
软件著作权
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于分段路由的多路径流传输机制[J]. 黄建洋,兰巨龙,胡宇翔,马腾. 电子学报. 2018(06)
[2]软件定义网络中应用蚁群优化的负载均衡算法[J]. 曲桦,赵季红,樊斌,王密,郭涯. 北京邮电大学学报. 2017(03)
[3]一种可扩展的软件定义数据中心网络流调度策略[J]. 伊鹏,刘洪,胡宇翔. 电子与信息学报. 2017(04)
[4]软件定义数据中心网络混合路由机制[J]. 蔡岳平,王昌平. 通信学报. 2016(04)
[5]软件定义网络:安全模型、机制及研究进展[J]. 王蒙蒙,刘建伟,陈杰,毛剑,毛可飞. 软件学报. 2016(04)
[6]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)
硕士论文
[1]基于SDN控制器和大象流负载均衡机制的研究[D]. 金玲.安徽大学 2018
[2]基于蚁群算法SDN负载均衡的研究[D]. 魏凯.吉林大学 2015
本文编号：3021866
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题的来源及研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 课题的主要研究内容
1.4 论文组织结构及内容安排
第2章 相关技术介绍
2.1 SDN概述
2.1.1 SDN架构
2.1.2 SDN控制器
2.1.3 OpenFlow协议
2.1.4 OpenFlow交换机
2.2 数据中心网络
2.2.1 数据中心网络拓扑结构
2.2.2 数据中心网络流量特征
2.3 负载均衡技术
2.3.1 负载均衡技术分类
2.3.2 负载均衡问题建模
2.4 本章小结
第3章 基于大流分布的负载均衡算法
3.1 问题分析
3.2 基于大流分布的负载均衡算法
3.2.1 算法优化目标
3.2.2 算法主要思想
3.2.3 Yen算法
3.2.4 算法关键设计
3.2.5 算法流程及分析
3.3 实验仿真与分析
3.3.1 实验工具介绍
3.3.2 实验环境搭建
3.3.3 实验参数设置
3.3.4 实验对比分析
3.4 本章小结
第4章 基于蚁群改进算法的负载均衡研究
4.1 蚁群算法概述
4.1.1 蚁群算法基本原理
4.1.2 蚁群算法数学模型
4.1.3 蚁群算法经典优化
4.2 问题分析
4.3 基于蚁群改进的负载均衡算法
4.3.1 算法优化目标
4.3.2 算法主要思想
4.3.3 算法关键设计
4.3.4 算法流程及分析
4.4 实验仿真与分析
4.4.1 实验参数设置
4.4.2 实验对比分析
4.5 本章小结
第5章 数据中心网络负载均衡系统
5.1 系统整体架构
5.2 关键功能模块
5.2.1 拓扑发现模块
5.2.2 信息采集模块
5.2.3 大流检测模块
5.2.4 负载均衡监控模块
5.2.5 路径决策模块
5.2.6 流表安装模块
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
软件著作权
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于分段路由的多路径流传输机制[J]. 黄建洋,兰巨龙,胡宇翔,马腾. 电子学报. 2018(06)
[2]软件定义网络中应用蚁群优化的负载均衡算法[J]. 曲桦,赵季红,樊斌,王密,郭涯. 北京邮电大学学报. 2017(03)
[3]一种可扩展的软件定义数据中心网络流调度策略[J]. 伊鹏,刘洪,胡宇翔. 电子与信息学报. 2017(04)
[4]软件定义数据中心网络混合路由机制[J]. 蔡岳平,王昌平. 通信学报. 2016(04)
[5]软件定义网络:安全模型、机制及研究进展[J]. 王蒙蒙,刘建伟,陈杰,毛剑,毛可飞. 软件学报. 2016(04)
[6]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)
硕士论文
[1]基于SDN控制器和大象流负载均衡机制的研究[D]. 金玲.安徽大学 2018
[2]基于蚁群算法SDN负载均衡的研究[D]. 魏凯.吉林大学 2015
本文编号：3021866
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