软件定义网络中基于时延约束的多控制器负载均衡优化算法研究

发布时间：2022-01-26 06:42

　　软件定义网络（Software Defined Networks,简称为SDN）通过其核心技术Openflow将网络的控制平面从数据平面中分离后,集中式的控制器掌握全局网络控制功能。在网络规模较大的广域网中,现有的单控制器方案存在低带宽和高时延等问题,因此,多控制器部署问题应运而生,该问题的核心为确定网络所需控制器数目以及控制器部署位置。研究表明,合理的控制器数目以及控制器部署位置可以保证控制器间的负载均衡,也能够降低网络时延。本文针对SDN中基于时延约束的多控制器负载均衡优化算法进行研究,研究内容如下:（1）多控制器静态部署中基于时延约束的负载均衡优化算法研究:本文提出了多控制器静态部署算法解决初始网络中的负载不均衡和时延过大等问题。首先,基于初始时刻网络流量大小、单个控制器的最大处理能力以及衰减因子,确定所需控制器数目M;其次,利用贪婪算法确定首个控制器节点,并以其为根节点构建一棵负载有限的改进代价的最小生成树子树;进一步,利用改进的贪婪算法确定剩余M-1个控制器节点,并分别以其为根节点构建M-1棵负载有限的改进代价的最小生成树子树;最后,更新各子网内控制器位置以减少网络传播时延,... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SDN网络架构全局视图

网络的不同之处在于，SDN 网络中转发设备的控制功能已被剥离出去，并交上层控制平面的集中式控制器进行统一决策，因此转发设备只负责简单的数路由转发。数据平面的交换机为 Openflow 交换机，即运行 Openflow 协议的机，其逻辑结构如下图 2.3 所示，由流表、安全通道和 Openflow 协议组成。

接口协议的研究成为热点。在很多情况下，控制器之间的协同工作也十分图 2.4 所示，运营商网络场景下，在数据中心网、核心网、边缘网和接入能差异巨大的网络中，分别需要四个控制器运行相应网络应用以合作管络，而这四个控制器间也需要协同工作以实现全网的性能最优，此时东西以在不同网络控制器间起到通信作用。

【参考文献】：
期刊论文
[1]软件定义网络中基于效率区间的负载均衡在线优化算法[J]. 史久根,徐皓,张径,王继.  电子与信息学报. 2019(03)
[2]软件与网络安全研究综述[J]. 刘剑,苏璞睿,杨珉,和亮,张源,朱雪阳,林惠民.  软件学报. 2018(01)
[3]层次型多中心的SDN控制器部署[J]. 张栋,郭俊杰,吴春明.  电子学报. 2017(03)
[4]SDN网络中受时延和容量限制的多控制器均衡部署[J]. 覃匡宇,黄传河,王才华,史姣丽,吴笛,陈希.  通信学报. 2016(11)
[5]基于时延的软件定义网络快速响应控制器部署[J]. 姚琳元,陈颖,宋飞,张宏科.  电子与信息学报. 2014(12)

硕士论文
[1]SDN中基于负载均衡和延时限制的多控制器放置问题研究[D]. 邾伟.合肥工业大学 2018



本文编号：3610011