软件定义网络流表与规则优化技术研究

发布时间：2022-10-06 20:40

　　软件定义网络（Software Defined Networking,SDN）作为下一代新型网络的代表技术,自问世之初就受到了国内外学术界和工业界的广泛关注。其核心技术OpenFlow通过分离网络设备控制面与数据面实现了网络流量的灵活控制,为核心网络的高质量管理及应用的创新提供了良好的平台和基础。在软件定义网络中,网络设备的控制面完全由网络的控制器进行管理和控制,而其他的网络设备则只根据控制器的要求对网络数据流做相应的处理和快速转发。这种机制实现了网络的集中管理和高速转发,其基础就是流表（Flow Table）这一核心数据结构。此外,除去接收控制器的管理指令为网络设备提供操作指导外,流表由于其完备的设计和复杂的功能也可以为网络的其他优化提供帮助。基于软件定义网络中现有的研究成果,本文分别从流表的存储优化和流表的额外效益两个方向研究了软件定义网络中的相关问题。其中,从流表的存储优化方向出发本文提出了两个避免流表存储溢出的解决方案,提高了软件定义网络的鲁棒性;从流表的额外效益出发我们结合了最新研究中网络功能虚拟化技术,提出了基于流表的网络功能中间件实例内部状态规则的探测方法。本文的主要研究... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 论文主要研究内容及创新点
        1.2.1 流表拥塞问题
        1.2.2 网络功能中间件内部状态规则问题
    1.3 本文的组织结构
第二章 基于流表存储的流表压缩方法研究
    2.1 引言
    2.2 基础知识
        2.2.1 流和流表
        2.2.2 边界交换机和核心交换机
        2.2.3 现有技术
        2.2.4 流表合并
        2.2.5 TCAM优化问题
        2.2.6 防火墙中的规则合并问题
    2.3 问题描述
    2.4 流表压缩方法FTRS
        2.4.1 流表优化对象选择
        2.4.2 流表优化触发条件
        2.4.3 优化对象选择
        2.4.4 二项树方法
        2.4.5 针对IP地址属性的FTRS
        2.4.6 针对其他属性的压缩
        2.4.7 效率分析
        2.4.8 服务质量(QoS)分析
    2.5 仿真和平台实验
        2.5.1 效能分析
        2.5.2 仿真实验
        2.5.3 平台实验
    2.6 本章小结
第三章 基于人工智能的自适应流表压缩机制研究
    3.1 引言
    3.2 相关的研究与工作
    3.3 流表和决策树
    3.4 DTB-FTRS
        3.4.1 自适应触发条件
        3.4.2 DTB-FTRS详解
        3.4.3 在线算法设计
    3.5 实验和分析
    3.6 本章小结
第四章 网络功能虚拟化中的状态规则探测研究
    4.1 引言
    4.2 相关工作
    4.3 储备概念
        4.3.1 SDN流表
        4.3.2 网络功能中间件分类
        4.3.3 网络功能中间件状态规则分类
        4.3.4 服务链
    4.4 解决方案
        4.4.1 流表分割逻辑
        4.4.2 状态规则推测
        4.4.3 异常探测和提醒
        4.4.4 异常的自动修复
        4.4.5 复杂情况
        4.4.6 开销分析
    4.5 实验
        4.5.1 实验环境
        4.5.2 状态规则推断表现
        4.5.3 异常检测
        4.5.4 自动修复
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 下一步的工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]动态防御技术在内网安全中的应用[J]. 杨一民,王海,王毅,陈琳羽.  自动化与仪器仪表. 2017(11)
[2]基于软件定义价格的SDN应用体系结构[J]. 诸葛斌,王保霞,王怡宁,吴春明,姚敏辉.  电信科学. 2015(08)



本文编号：3687371