SDN网络链路和控制器故障恢复机制研究

发布时间：2023-10-21 13:41

　　故障恢复技术对于保证网络数据可靠传输以及系统安全具有重要的意义。在软件定义网络(SDN)中,数据平面和控制平面都面临着不同程度的故障问题,对网络可靠性、安全性构成了巨大的威胁。研究高可靠性的网络容错技术,增强网络的抗干扰能力,已经成为了一项热门的研究课题。针对数据平面的链路故障恢复问题中所面临的实现恢复时间和网络资源利用有效均衡的挑战,本文受预备式恢复策略耗时短和反应式恢复策略灵活分配网络资源的启发,提出了一种基于两种恢复策略相结合的协同式链路故障恢复机制。本文对SDN网络中链路故障恢复问题进行了数学建模并形式化为一个多目标优化问题,然后设计了一个两阶段式恢复算法解决该问题。算法的第一阶段是在链路故障发生前预判故障位置并静态地配置备份转发路径,保证网络连通性能够在故障发生后短时恢复;第二阶段主要基于网络实时监控信息对备份路径进行动态调整,以提高资源利用效率。通过不同恢复策略的协同工作,实现了恢复时间和资源利用上的有效平衡。针对控制平面的控制器故障恢复过程中所面临的控制器负载对恢复时间产生的冲突问题,本文提出了一种基于控制器负载感知的控制器故障恢复机制。本文对多控制器环境下的控制器故障恢...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 容错技术概述
        1.2.2 数据平面容错
        1.2.3 控制平面容错
    1.3 研究问题的提出
    1.4 主要工作及研究内容
    1.5 论文的组织结构
2 相关理论
    2.1 SDN简介
        2.1.1 SDN的工作原理
        2.1.2 SDN的特点
        2.1.3 SDN的应用
    2.2 OpenFlow协议
        2.2.1 流表
        2.2.2 组表
    2.3 本章小结
3 基于预备式和反应式策略的协同式链路故障恢复机制
    3.1 系统模型
    3.2 问题定义
    3.3 框架设计
    3.4 协同式链路故障恢复算法设计
        3.4.1 连通性恢复路由算法
        3.4.2 QoS保证路由算法
    3.5 算法性能分析
        3.5.1 存储开销分析
        3.5.2 时间复杂度分析
    3.6 实验验证与性能分析
        3.6.1 仿真工具
        3.6.2 实验设置
        3.6.3 恢复时间
        3.6.4 存储开销
        3.6.5 QoS性能
    3.7 本章小结
4 基于备份控制器负载感知的控制器故障恢复机制
    4.1 系统模型
    4.2 问题定义
    4.3 控制器故障恢复算法设计
        4.3.1 算法设计原则
        4.3.2 启发式故障恢复算法
    4.4 算法性能分析
        4.4.1 预算开销分析
        4.4.2 时间复杂度分析
    4.5 实验评估
        4.5.1 实验设置
        4.5.2 恢复时间
        4.5.3 负载性能
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3855942