基于SDN网络的负载均衡策略优化研究

发布时间：2021-11-04 12:44

　　随着云计算,大数据以及物联网等新兴技术的不断发展,人们迫切需要加快网络技术的创新。软件定义网络（Software Defined Network,SDN）和传统网络最大的区别在于,SDN可以通过编程的方式来控制网络的转发且可以将网络设备的转发平面和控制平面分离。同时,SDN网络可以采用集中控制方式,更高效的解决传统网络中存在的复杂问题从而实现更好的全局优化。论文就是基于SDN网络的这些特点,对控制器负载均衡算法以及链路负载均衡算法进行了优化。本文首先简要介绍了SDN的基本概念以及常用的负载均衡技术,分析了现有的均衡技术的优缺点。其次,本文也提出了一种基于分层式架构的控制器负载均衡方法和控制器负载情况的衡量标准。当控制器负载超过阈值时,在控制器管理的交换机群中,迁移部分交换机到负载较低的控制器下,从而实现控制器的负载均衡。同时对迁入、迁出域以及待迁移交换机组的选取进行了优化,通过一次性迁移多台交换机的方法来避免出现负载震荡以及降低时间开销,能够有效的改进现有的交换机迁移算法。最后,针对链路负载均衡问题,对于现有的Dijkstra算法,论文提出了一种改进方法。利用SDN网络可以收集链路状态... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SDN基础架构

图 2.2 SDN 的数据控制分离和集中的控制器本地设备的控制软件可能需要大量复杂的代码，来保证设复杂的软件可以集中到控制层面上，简化代码的复杂度；化使得程序员不需要了解供应商的硬件知识就能实现功能，式开发的 SDN 软件可以在不同厂商生产的各种设备中使用差异很大。从最基本的层面来看，通过配置抽象与网络进行体现其接口要保持标准化、文档齐全、非专有化。开放性

流[21]表示从一个网络节点到另一个网络节点传输的一组分组。每个流都有一套对规则，用来描述设备对所有属于该流的分组所要执行的转发动作。流在设备上以流表项式体现。网络设备中驻留着一张流表，流表由流表项以及对分组到达时要执行的动作组这些流表是控制器在给设备载入相应的流规则时事先建立好的。流的定义时一个相对简程序表达式，实际上时控制器事先经过复杂的计算。SDN 控制器[22]负责抽象其控制的 SDN 设备的网络，并将抽象模型提供给 SDN 应用。 应用通过控制器定义设备中的流，以及对设备转发给控制器的分组进行响应。由于一制器可以控制大量的网络设备，因此这些计算必须在高性能的机器上执行，这些机器的器性能和内存容量要比普通的网络设备高一个数量级。SDN 应用建立在 SDN 控制器之上。SDN 应用与控制器接口，用于给网络设备先应式地流并接收转发给控制器的分组。先应式流由 SDN 应用建立，SDN 应用启动时建立这些除非网络配置发生变化，否则这些流保持不表。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SDN的控制器迁移负载均衡算法研究[J]. 李娜,雷鸣,闫克丁,徐沈博.  国外电子测量技术. 2018(09)
[2]SDN架构下的链路分离路径算法的研究[J]. 池亚平,高聪,陈颖,范晓红.  计算机应用与软件. 2018(09)
[3]基于时延优化的软件定义网络控制层部署策略[J]. 樊自甫,姚杰,杨先辉.  计算机应用. 2018(01)
[4]基于改进的粒子群优化算法的SDN负载均衡研究[J]. 李瑞玲,易向阳.  现代计算机(专业版). 2017(35)
[5]基于自优化的SDN交换机动态迁移机制[J]. 童俊峰,闫连山,邢焕来,崔允贺.  计算机系统应用. 2017(11)
[6]基于分类和时序的SDN流表更新一致性方案[J]. 齐婵,刘建伟,毛剑,王蒙蒙,程昊苏.  计算机应用研究. 2018(11)
[7]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)
[8]层次型多中心的SDN控制器部署[J]. 张栋,郭俊杰,吴春明.  电子学报. 2017(03)
[9]基于混合制排队模型的SDN控制器性能评估研究[J]. 姜腊林,彭霞,熊兵.  计算机工程与科学. 2017(01)
[10]基于软件定义网络的多控制器负载均衡架构[J]. 张敏敏,章韵,段元新.  计算机工程. 2016(09)

硕士论文
[1]基于SDN的数据中心网络流量调度与负载均衡研究[D]. 庄怀东.南京航空航天大学 2016
[2]基于SDN的负载均衡节能技术研究[D]. 姚晨.北京邮电大学 2015



本文编号：3475753