基于OpenFlow的SDN交换机流表超时优化研究

发布时间：2021-05-09 03:30

　　互联网已经成为了当今社会的重要基础设施之一,当前以TCP/IP为核心的网络架构管理难度大,难以支撑当前网络中大量低延迟、高负载的数据流快速转发。近几年,基于OpenFlow的软件定义网络（Software20Defined20Networking,SDN）技术得到了广泛关注和发展。软件定义网络架构拥有集中式控制平面和分布式转发平面,这为数据的高性能转发和网络的灵活管控提供了可能。在OpenFlow网络中,数据包的转发完全依赖于转发设备中存储的流表项,随着OpenFlow协议的升级,流表项中的匹配字段也在不断增加,这为“流”提供了更精细的控制粒度,但爆发式的数据流使有限的流表空间面临着严峻的考验,如何在有限的流表空间内存储更多的表项,是一个亟待解决的问题。因此,本文针对交换机流表存储优化问题进行研究:（1）针对网络突发时流表存储资源有限造成的流表项更新不及时、甚至产生丢包的问题进行分析,提出了一种基于负载预测的流表超时优化方法,该算法通过收集历史新增数据,对网络状态进行判断,然后改进后的二次指数平滑法预测下一时段可能到达的表项数量,通过预测值动态的调整流表项的空闲超时时间,为新增的表项提... 

【文章来源】：郑州轻工业大学河南省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 流表优化研究现状
        1.3.1 研究进展
        1.3.2 存在的问题
    1.4 研究内容
    1.5 论文章节安排
第二章 相关工作
    2.1 OpenFlow交换机
        2.1.1 包头域
        2.1.2 计数器
        2.1.3 动作
        2.1.4 安全通道
    2.2 OpenFlow协议消息
        2.2.1 控制器-交换机消息
        2.2.2 异步消息
        2.2.3 对称消息
    2.3 OpenFlow控制器
    2.4 数据流定义及测量方法
        2.4.1 数据流指标
        2.4.2 流识别方法
    2.5 本章小节
第三章 基于负载预测的OpenFlow流表超时优化研究
    3.1 引言
    3.2 流表超时时间分析及更新方法
        3.2.1 超时时间分析
        3.2.2 流表超时更新方法
    3.3 基于预测的流表项超时控制方法设计
        3.3.1 基本思想
        3.3.2 算法分析
        3.3.3 流表超时因子分析
    3.4 仿真与分析
        3.4.1 实验准备及性能指标
        3.4.2 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第四章 基于OpenFlow的流表自适应超时研究
    4.1 引言
    4.2 流表优先级及数据流特征分析
        4.2.1 流表项优先级及超时规则分析
        4.2.2 数据流类型特征分析
    4.3 流表自适应超时调整方案
        4.3.1 基本思想
        4.3.2 流表项自适应调整超时方法
    4.4 仿真分析
        4.4.1 实验准备及性能指标
        4.4.2 实验分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 下一步研究展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表论文目录
致谢



本文编号：3176530