SDN网络业务量工程技术研究

发布时间：2017-08-29 11:19

  本文关键词：SDN网络业务量工程技术研究

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【摘要】：近年来随着互联网的迅猛发展,网络中的业务量不断增大,业务对网络资源需求越来越大,由于传统网络设备的控制和转发功能紧密耦合,很难对网络进行有效的管理,传统的互联网架构越来越难以实现和适应当前的业务需求。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)便在这一背景下应运而生,SDN将控制平面从传统的网络设备中分离出来,网络设备只需负责匹配表项进行数据转发,控制逻辑集中到软件形式的控制器。通过控制器提供的开放的北向接口,网络管理员可以对网络动态控制和管理,通过标准化的南向接口,使得不同厂商的网络设备兼容。SDN这种集中式的管理架构很适合数据中心网络,通过SDN控制器,可以对数据中心网络中的流量进行更细粒度的调度,可以提高数据中心资源利用率,同时能对业务提供QoS保障。本文基于SDN技术,主要从负载均衡和QoS路由方面研究了SDN网络业务量工程技术。首先介绍了当前国内外业务量工程的研究背景和现状,简述了SDN架构以及SDN相关的背景,并对数据中心网络拓扑结构和路由现状进行了分析,然后描述了SDN在数据中心网络的应用前景及优势。SDN架构中,控制逻辑和数据转发分离,控制平面拥有全网的拓扑信息和网络状态信息,可以对业务进行动态调度,本文提出了一种应用于数据中心网络胖树拓扑下的负载均衡方案,并在SDN控制器POX上实现该算法,使用Mininet仿真平台搭建了胖树拓扑,并模拟了数据中心网络的两种业务模型,通过这两种模型对算法进行了分析和对比。接着,描述了多约束QoS路由问题,使用遗传算法对多QoS约束路由进行求解,在Mininet上搭建了一种含有带宽、时延、丢包率约束的拓扑,在SDN控制器POX上实现遗传算法并对该网络模型进行仿真测试,测试结果表明遗传算法能完成多QoS约束路由目标,为业务选择合适的路径。最后,总结了本文所做的工作,对本文的不足以及未来研究工作作出了说明和展望。
【关键词】：SDN 业务量工程 负载平衡 QoS路由
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.02
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究背景与意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 论文内容及结构安排15-17
• 第二章 SDN相关技术研究17-30
• 2.1 SDN概述17-24
• 2.1.1 SDN与OpenFlow17-18
• 2.1.2 OpenFlow交换机18-20
• 2.1.3 OpenFlow协议20-21
• 2.1.4 OpenFlow控制器21-23
• 2.1.5 Mininet23-24
• 2.2 数据中心网络概述24-27
• 2.2.1 数据中心网络拓扑24-26
• 2.2.2 SDN与数据中心网络26-27
• 2.3 QoS路由概述27-29
• 2.3.1 QoS路由27-29
• 2.3.2 SDN与QoS路由29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 SDN数据中心业务负载均衡研究30-47
• 3.1 数据中心网络负载均衡研究现状30-32
• 3.1.1 基于数据包的负载均衡30-31
• 3.1.2 基于目标网络的负载均衡31-32
• 3.2 网络模型及问题描述32-33
• 3.2.1 数据中心网络流量模型32
• 3.2.2 数据中心网络拓扑模型32-33
• 3.3 SDN数据中心网络业务负载均衡算法33-38
• 3.3.1 DLB算法33-34
• 3.3.2 DMLB算法34-38
• 3.4 DMLB算法实现38-42
• 3.4.1 物理拓扑发现39-40
• 3.4.2 数据监测模块40-41
• 3.4.3 路由控制模块41-42
• 3.5 仿真结果及对比性能分析42-46
• 3.5.1 仿真设置42-43
• 3.5.2 仿真结果分析43-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 SDN网络多QoS约束路由研究47-62
• 4.1 问题描述47-48
• 4.2 QoS路由模型48-49
• 4.3 传统QoS路由算法49-50
• 4.4 基于遗传算法的多QoS路由研究50-57
• 4.4.1 QoS约束路由遗传算法设计51-55
• 4.4.2 QoS约束路由遗传算法实现55-57
• 4.5 仿真结果与分析57-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 本文主要工作62
• 5.2 未来研究工作展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-67
• 攻读硕士学位期间的研究成果67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 邓罡;龚正虎;王宏;;现代数据中心网络特征研究[J];计算机研究与发展;2014年02期

2 李丹;陈贵海;任丰原;蒋长林;徐明伟;;数据中心网络的研究进展与趋势[J];计算机学报;2014年02期

3 朱慧玲,杭大明,马正新,曹志刚,李安国;QoS路由选择:问题与解决方法综述[J];电子学报;2003年01期

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本文编号：753005