软件定义网络中可扩展性相关问题的研究

发布时间：2022-08-11 16:52

　　传统封闭式的网络设备阻碍了网络创新技术的发展,增加了网络优化的难度。软件定义网络（Software Defined Network,SDN）是一种控制与转发相分离的网络架构,控制平面通过集中式的方式提供开放统一的接口,实现灵活的可编程能力,简化了网络的管理,提升了网络的灵活性。由于SDN具有细粒度流管控、控制平面与数据平面分离、逻辑集中控制的特征,使其应用于大规模网络时面临着可扩展性问题。如何利用SDN在简化网络管理方面的优点,同时避免网络瓶颈,提高网络的可扩展性,成为近几年研究者们关注的焦点。控制平面是整个SDN网络的核心所在,对网络性能有至关重要的影响。本文基于控制平面从单控制器和多控制器两个方面对SDN网络的可扩展性问题进行研究。首先,基于单控制器,从控制器的设计、流表资源的优化、减少控制器处理事件的数量、路由方案的优化四个方面分析控制平面的可扩展性问题;基于多控制器,从多控制器的设计、部署和协同三个方面分析多控制器平面的可扩展性问题。进而,本文分别从减少控制器处理事件的数量和路由方案的优化研究单控制器的可扩展性问题;分别从扁平化和层次化架构的多控制器部署研究多控制器的可扩展性问... 

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 软件定义网络的概述
    1.2 软件定义网络可扩展性问题的分析
    1.3 控制平面可扩展性问题的研究
        1.3.1 基于单控制器的可扩展性相关研究
        1.3.2 基于多控制器的可扩展性相关研究
    1.4 本文主要研究内容及研究思路
第二章 软件定义网络中数据中心流量管控研究
    2.1 引言
    2.2 研究背景
        2.2.1 数据中心网络流量特征的研究
        2.2.2 数据中心网络拓扑结构的研究
        2.2.3 数据中心网络流量调度问题的研究
    2.3 基于SDN的流量调度算法设计
        2.3.1 聚合大流的概念
        2.3.2 流量调度的数学模型
        2.3.3 布谷鸟算法
        2.3.4 聚合大流的统一调度
        2.3.5 非聚合大流的统一调度
        2.3.6 算法的总结
    2.4 仿真实验
        2.4.1 仿真环境的建立
        2.4.2 仿真结果
    2.5 本章小结
第三章 软件定义网络中基于分段路由的路由优化研究
    3.1 引言
    3.2 研究背景及相关工作
        3.2.1 分段路由的研究
        3.2.2 SDN中基于分段路由的研究
    3.3 路由算法的设计
        3.3.1 多目标优化的链路权重算法
        3.3.2 综合评估模型的建立
        3.3.3 算法的总结
    3.4 仿真实验
        3.4.1 综合评估值的计算
        3.4.2 仿真结果
    3.5 本章小结
第四章 基于扁平化的多控制器部署方案的研究
    4.1 引言
    4.2 相关算法
        4.2.1 控制器部署方法的研究
        4.2.2 聚类算法的研究
        4.2.3 CFSFDP算法
    4.3 多控制器部署方案
        4.3.1 提出的算法1
        4.3.2 提出的算法2
        4.3.3 性能指标的定义
    4.4 仿真实验
        4.4.1 实验设置
        4.4.2 实验结果
    4.5 本章小结
第五章 基于层次化的控制平面部署方案的研究
    5.1 引言
    5.2 相关工作
    5.3 层次化的控制平面部署方案
        5.3.1 模型设计
        5.3.2 Louvain算法
        5.3.3 算法的提出
        5.3.4 算法的总结及复杂度分析
    5.4 仿真实验
        5.4.1 对比算法的设计
        5.4.2 实验设置
        5.4.3 相同分区数量时的性能评估
        5.4.4 不同分区数量时的性能评估
    5.5 本章小结
第六章 结束语
    6.1 论文工作总结
    6.2 研究工作展望
参考文献
缩略词对照表
致谢
作者攻读学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]软件定义网络可扩展性研究综述[J]. 付永红,毕军,张克尧,吴建平.  通信学报. 2017(07)
[2]基于合作博弈法和梯形云模型的配电网模糊综合评价[J]. 宋人杰,丁江林,白丽,刘鹏,李冠男.  电力系统保护与控制. 2017(14)
[3]A K self-adaptive SDN controller placement for wide area networks[J]. Peng XIAO,Zhi-yang LI,Song GUO,Heng QI,Wen-yu QU,Hai-sheng YU.  Frontiers of Information Technology ＆ Electronic Engineering. 2016(07)
[4]Allocation and Scheduling of Network Resource for Multiple Control Applications in SDN[J]. FENG Tao,BI Jun,WANG Ke.  中国通信. 2015(06)
[5]基于模糊层次分析法的网络业务性能评估模型[J]. 赵华琼,唐学文.  计算机应用. 2013(11)

博士论文
[1]网络架构演进下的高性能流量管理研究[D]. 陈飞.浙江大学 2017
[2]软件定义网络关键技术及相关问题的研究[D]. 胡延楠.北京邮电大学 2015

硕士论文
[1]基于ONOS的分层分域高性能控制系统[D]. 曹睿.北京邮电大学 2018
[2]在OpenFlow网络中提供路由服务功能的设计与实现[D]. 李鹏飞.北京邮电大学 2013



本文编号：3675030