基于SDN的网络流量工程研究

发布时间：2017-06-30 03:48

  本文关键词：基于SDN的网络流量工程研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：互联网不断超出预期的迅猛发展,社交网络、物联网和移动互联网的全面普及,云计算和大数据应用的兴起,使得网络流量快速增长。一方面,流量的迅速增长导致网络消耗更多的能源,给当今世界的环境,经济以及可持续发展都带来不利的影响。另一方面,流量的不断增长使得现有网络的带宽资源越来越紧张,网络经常会出现大量拥塞的情况。流量工程是通过动态分析、预测和调节数据传输的行为来优化数据网络的一种重要机制,可以对网络流量进行高效地规划进而提高当前的网络资源利用率,充分、有效地利用现有网络资源,减少互联网消耗的能源,提升网络的整体性能。但是传统网络的结构日益复杂,网络难以管理,网络以分布式状态转发无法实现细粒度的控制,很难提高网络的灵活性和扩展性。并且现有的流量工程技术存在不足,如链路权重优化无法充分利用网络资源,MPLS使得管理复杂,额外开销大。因此,需要新的网络架构和更加智能又高效的流量工程技术。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)是一种新兴的网络模式,通过将网络控制层从数据转发层分离出来,承诺提高网络资源利用率,简化网络管理,降低运营成本,并促进创新和网络的演化。SDN的控制层在逻辑上集中,可以利用全网视图更细粒度地调控网络流量,提高网络的流量优化性能。本文主要从节能和负载平衡两方面研究基于SDN的网络流量工程。本文首先从节能方向上研究了全SDN的流量工程问题。通过分析网络能耗模型,利用SDN路由器上的转发路由通过SDN控制器控制,可以实现任意比例的分流的特点,建立了全SDN节能流量工程的数学优化模型,根据模型提出了一种节能算法,通过分流关闭合适的链路,将流量集中在尽可能少的链路上,实现节能的目标。在网络中全部配置SDN路由器需要对现有的网络进行大量地修改,短时间内实现全网SDN的配置并不现实,SDN应该是渐进引入到现有传统IP网络中,网络中既有SDN路由器,又有传统IP路由器,被称之为混合SDN/IP网络。本文研究在混合SDN/IP网络的场景下的节能流量工程和负载平衡流量工程。利用SDN和IP网络的各自的特点对网络流量进行引导,将SDN路由器上的流量分配与IP网络的链路权重优化结合。从节能和负载平衡两方面分别建立优化模型,提出相应的算法,分别得到更好的节能和负载平衡效果。
【关键词】：SDN 混合SDN/IP网络 流量工程 节能 负载平衡
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.06
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究意义13-14
• 1.3 研究现状14-17
• 1.3.1 SDN14-15
• 1.3.2 网络流量工程15-17
• 1.4 论文内容及结构安排17-19
• 第二章 全SDN节能流量工程研究19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 网络能耗模型19-21
• 2.3 基本思想21-22
• 2.4 模型建立22-23
• 2.5 算法介绍23-26
• 2.6 仿真结果对比及性能分析26-29
• 2.6.1 仿真设置26
• 2.6.2 仿真结果分析26-29
• 2.7 本章小结29-31
• 第三章 混合SDN/IP网络节能流量工程研究31-60
• 3.1 引言31
• 3.2 混合SDN/IP模型设计及路由机制31-34
• 3.3 混合SDN/IP网络节能流量工程问题设计思路34-41
• 3.3.1 可行路径定义35-37
• 3.3.2 可行路径和业务的分类37
• 3.3.3 业务流的处理37-39
• 3.3.4 设计思路39-41
• 3.4 优化模型建立41-44
• 3.5 模型分析与算法介绍44-54
• 3.5.1 OSPF链路权重优化模型及相关算法44-51
• 3.5.2 SDN流量分配模型及相关算法51-53
• 3.5.3 OSPF链路权重优化与SDN流量分配相结合的算法53-54
• 3.6 SDN流量分配时存在的问题及解决方案54-55
• 3.7 仿真结果和分析55-58
• 3.7.1 仿真设置55
• 3.7.2 仿真结果分析55-58
• 3.8 本章小结58-60
• 第四章 混合SDN/IP的负载平衡流量工程研究60-67
• 4.1 引言60
• 4.2 问题描述60-61
• 4.3 模型建立61
• 4.4 模型分析与算法介绍61-63
• 4.5 仿真结果与分析63-66
• 4.5.1 仿真参数设置63
• 4.5.2 仿真结果分析63-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 5.1 本文主要工作67
• 5.2 下一步工作的展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 个人简历73-74
• 攻读硕士学位期间的研究成果74-75

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1 陈钰;王瑞丰;宋学军;;流量工程中的一种静态路由算法[A];全国电工理论与新技术学术年会（CTEE'2001）论文集[C];2001年

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1 ;让网络更通畅[N];计算机世界;2002年

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