面向QoS保证的软件定义网络资源管控技术研究

发布时间：2017-07-14 15:18

  本文关键词：面向QoS保证的软件定义网络资源管控技术研究

  更多相关文章： QoS SDN OpenFlow 路由算法 网络资源虚拟化

【摘要】：随着网络规模的急剧膨胀和网络业务类型的日益多元化发展,一些新型网络应用如视频会议、VoIP、远程教育等对网络资源的需求越来越高,现有的网络体系架构在满足应用请求的同时暴露出很多的弊端。软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)的提出为研发网络新应用和资源管理提供了一种新的解决方案,转发平面与控制平面的分离实现了网络资源由分布式管理向集中式控制的转变,使得网络的控制和管理更加灵活和高效。论文首先详细概述了软件定义网络体系架构及其通信协议OpenFlow,介绍了当前的QoS(Quality of Service,服务质量)管理模型,针对在SDN中对网络资源进行灵活管理以满足用户体验的需求,本文提出了一种在SDN中基于路由动态分配与网络资源虚拟化相结合的资源管理方案。接着分别介绍SDN中路由动态分配和网络资源虚拟化管理的实现机制,阐述了软件定义网络中基于多约束条件的QoS路径优化算法,通过实时监控网络资源的使用状况,对拥塞链路上的流量进行重路由,降低因共享路径而产生的负载,实现了对网络资源的动态管理。由于多约束条件的QoS路由计算问题是NP-Complete,提出基于拉格朗日松弛的启发式算法计算最优解。此外,本文在资源动态分配的基础上进一步提出了网络资源虚拟化的设计方案,通过对网络拓扑、流量、带宽的隔离实现对网络资源的灵活分配。最后设计模拟实验场景和物理实验台测试环境对本文提出的资源管理方案进行对比验证,实验结果表明本文提出的资源管理方案能够充分利用网络可用资源,快速调整网络的负载状况,提高了网络资源利用率,保障流量的可靠传输。
【关键词】：QoS SDN OpenFlow 路由算法 网络资源虚拟化
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.0
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 研究现状12-13
• 1.3 研究内容13-14
• 1.4 论文组织结构14-15
• 第二章 相关研究15-29
• 2.1 SDN技术15-23
• 2.1.1 SDN相关概述15-17
• 2.1.2 OpenFlow网络17-21
• 2.1.3 OpenFlow网络虚拟化21-23
• 2.2 QoS相关技术23-27
• 2.2.1 QoS技术概述23-26
• 2.2.2 多约束QoS路由问题26
• 2.2.3 计算多约束QoS路由问题的相关研究26-27
• 2.3 本章小结27-29
• 第三章 SDN中基于多约束条件路径优化算法的资源管理机制29-43
• 3.1 基于多约束条件的路径优化算法29-31
• 3.1.1 约束的最短路径问题29-30
• 3.1.2 拉格朗日松弛算法的数学模型30-31
• 3.2 SDN中基于路径优化算法的资源管理方案设计与实现31-37
• 3.2.1 SDN中基于路径优化算法的资源管理方案设计31-34
• 3.2.2 基于拉格朗日松弛的优化路径计算过程34-37
• 3.3 实验验证与结果分析37-42
• 3.3.1 实验环境介绍37-38
• 3.3.2 实验测试方案38-40
• 3.3.3 实验结果及分析40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 SDN中基于网络资源虚拟化的方案设计与实现43-61
• 4.1 基于网络资源虚拟化的方案设计43-44
• 4.1.1 提出网络资源虚拟化的设计动机43
• 4.1.2 软件定义网络中虚拟化技术方案的研究43-44
• 4.2 基于网络资源虚拟化的方案实现44-50
• 4.2.1 网络资源虚拟化的实现原理44-46
• 4.2.2 网络资源虚拟化的功能设计46-47
• 4.2.3 网络资源虚拟化的实现过程47-50
• 4.3 实验验证与结果分析50-60
• 4.3.1 测试平台介绍52-53
• 4.3.2 实验测试方案53-57
• 4.3.3 实验结果及分析57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 总结与展望61-63
• 5.1 论文工作总结61-62
• 5.2 进一步研究展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文68

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本文编号：541607