SDN的网络虚拟化资源分配技术

发布时间：2017-04-27 08:06

  本文关键词：SDN的网络虚拟化资源分配技术，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动互联网、物联网、云计算等技术的快速发展,传统网络架构的僵化问题日益突出。网络虚拟化能融合现有通信与计算的资源虚拟化技术,采用分层的技术手段解决网络僵化问题,而软件定义网络(SDN)为网络虚拟化的实现提供了切实可行的解决方案。本文立足于SDN技术,重点研究网络虚拟化的系统结构及资源分配方法。论文首先分析了网络虚拟化与SDN的技术特点,给出了基于软件定义的网络虚拟化架构,论述了虚拟化资源分配的核心作用,归纳了资源分配与虚拟网络映射(VNE)的相互关系,并采用形式化方法定义了底层物理网络与上层虚拟网络的映射模型。其次,论文面向软件定义网络电信级部署的特点,提出了一种能级自适应的虚拟资源分配方法,针对比例计算技术建立了全网能耗最小的优化模型,设计了相应的求解算法用以实现混合整数规划问题的快速求解。论文运用ALEVIN开源软件开展了仿真实验,对算法的优化性能进行了对比分析。结果表明,所提算法在网络重负载时能提高虚拟网络接受率并显著降低能耗开销。最后,论文进一步以全网负载均衡为优化目标提出了一种虚拟资源分配方案,通过增加辅助约束变量,将非线性计算模型约化为混合整数规划问题,并引入能级向量设计了能耗优化算法。论文针对典型拓扑开展了虚拟网络映射的性能验证实验,对大量随机拓扑映射进行统计分析。结果表明,所提方案在保证服务接受率的同时,能进一步改善系统节能和网络负载均衡的性能。
【关键词】：软件定义网络 网络虚拟化 资源分配 能源节约 负载均衡
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.01
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 论文的研究背景9-11
• 1.2 主要工作和创新点11-12
• 1.3 论文的组织结构12-13
• 第二章 SDN与网络虚拟化技术综述13-22
• 2.1 网络虚拟化13-16
• 2.1.1 虚拟网络技术分类13-14
• 2.1.2 网络虚拟化环境14-16
• 2.2 SDN技术16-20
• 2.2.1 SDN架构16-17
• 2.2.2 OpenFlow17-19
• 2.2.3 NFV与SDN19-20
• 2.3 虚拟资源分配方法20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 SDN网络虚拟化的系统设计22-35
• 3.1 基于SDN技术的网络虚拟化方案22-26
• 3.1.1 FlowVisor22-24
• 3.1.2 基于SDN的电信级网络虚拟化架构24-26
• 3.2 虚拟网络映射的形式化数学模型26-29
• 3.2.1 底层物理网络模型27
• 3.2.2 上层虚拟网络模型27
• 3.2.3 资源与映射关系描述27-29
• 3.3 虚拟网络映射的电信级部署研究29-33
• 3.3.1 成本与收益29-30
• 3.3.2 最大资源预留30
• 3.3.3 能耗与绿色网络30-31
• 3.3.4 跨域协作31-32
• 3.3.5 电信级部署的关键点32-33
• 3.4 本章小结33-35
• 第四章 能级自适应的SDN虚拟资源分配方案35-48
• 4.1 能级自适应模型35-39
• 4.1.1 能级向量35-36
• 4.1.2 增广底层网络36-37
• 4.1.3 能级向量模型的MIP表示37-39
• 4.2 算法设计与分析39-43
• 4.2.1 RASA算法39-41
• 4.2.2 算法分析41-43
• 4.3 仿真实验与数值分析43-46
• 4.3.1 典型虚拟网络映射结果对比43-44
• 4.3.2 随机试验统计分析44-46
• 4.4 本章小结46-48
• 第五章 面向负载均衡的SDN虚拟资源分配方案48-58
• 5.1 负载均衡模型与线性处理48-51
• 5.1.1 负载均衡数学模型48-50
• 5.1.2 线性处理模型50-51
• 5.2 能耗节约的负载均衡算法51-52
• 5.2.1 能量节约的全网负载均衡映射算法51-52
• 5.2.2 算法分析52
• 5.3 仿真实验与数值分析52-56
• 5.3.1 负载均衡性能对比52-55
• 5.3.2 随机映射能耗结果55-56
• 5.4 本章小结56-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 论文总结58
• 6.2 研究展望58-60
• 参考文献60-63
• 附录1攻读硕士学位期间撰写的论文63-64
• 附录2攻读硕士学位期间参加的科研项目64-65
• 致谢65

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