基于SDN控制器的故障恢复与负载均衡策略研究

发布时间：2021-12-22 14:48

　　随着大数据、云计算、物联网等新兴网络技术的发展以及网络规模的爆炸式增长,传统网络体系结构已经无法适应网络技术的创新。软件定义网络（Software Defined Network,SDN）作为一种具有集中控制、开放可编程和网络服务易部署等特点的新网络体系结构,满足了网络新兴技术创新的需求。当前SDN已经成为网络技术研究的热点,同时在数据中心网络等许多场景中得到广泛的应用。但SDN相关技术仍处于发展阶段,在应用中依然存在不足,面临着许多挑战。从控制层面来说,多控制器架构提高了控制面可扩展性,但控制器间负载不均衡和控制器故障处理问题仍然影响着控制面的资源利用率和可靠性。从数据层面看,传统负载均衡算法无法适应数据中心网络流量多样的特性,容易阻塞网络,降低网络性能。借助于SDN拥有全网视图集中管控的优势,从而实现对流量的有效管理。针对以上问题,本文研究主要从以下两个方面展开:（1）针对SDN架构控制面的负载均衡与控制器可靠性问题,本文提出基于动态控制器分配的控制面负载均衡和故障恢复（Load Balancing and Failure Recovery,LBFR）机制,实现了集中式决策控制器动... 

【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同算法负载均衡程度比较

安徽大学硕士学位论文45图4.3平均延迟时间Fig.4.3Averagedelaytime图4.4带宽利用率Fig.4.4Bandwidthutilization图4.4所示是ECMP、Hedera和ADMLB算法带宽资源利用率的实验结果。起始阶段网络负载较低，三种算法相比较，带宽利用率相似。当继续增加网络负载超过500Mbps后，由于Hedera算法与ADMLB算法能够通过控制器实时监测网络状态，根据节点负载情况动态调整数据分发策略。因此，它们的带宽利用率相比较于ECMP算法依然可以保持在较高水平。而随着网络负载持续加重，ADMLB算法带宽利用率仍然优于Hedera算法，但ECMP算法性能较差，带宽利用率较低。当网络负载增加到最大时，Hedera算法与ADMLB算法的带宽利用率都达到峰会，而ECMP算法因无法感知网络整体状态和动态均衡流量分布，

安徽大学硕士学位论文45图4.3平均延迟时间Fig.4.3Averagedelaytime图4.4带宽利用率Fig.4.4Bandwidthutilization图4.4所示是ECMP、Hedera和ADMLB算法带宽资源利用率的实验结果。起始阶段网络负载较低，三种算法相比较，带宽利用率相似。当继续增加网络负载超过500Mbps后，由于Hedera算法与ADMLB算法能够通过控制器实时监测网络状态，根据节点负载情况动态调整数据分发策略。因此，它们的带宽利用率相比较于ECMP算法依然可以保持在较高水平。而随着网络负载持续加重，ADMLB算法带宽利用率仍然优于Hedera算法，但ECMP算法性能较差，带宽利用率较低。当网络负载增加到最大时，Hedera算法与ADMLB算法的带宽利用率都达到峰会，而ECMP算法因无法感知网络整体状态和动态均衡流量分布，

【参考文献】：
期刊论文
[1]软件定义网络控制平面可扩展性研究进展[J]. 张少军,兰巨龙,胡宇翔,江逸茗.  软件学报. 2018(01)
[2]数据中心网络多路径路由算法[J]. 杨洋,杨家海,秦董洪.  清华大学学报(自然科学版). 2016(03)
[3]软件定义网络（SDN）研究进展[J]. 张朝昆,崔勇,唐翯翯,吴建平.  软件学报. 2015(01)



本文编号：3546577