基于SDN的控制器负载均衡与数据中心网络流量调度研究

发布时间：2022-08-13 10:20

　　随着信息通信技术的快速发展,云计算、虚拟化等新兴技术对网络的管理和配置提出了更高的要求,传统的封闭式网络架构已不能满足应用需求。软件定义网络（Software Defined Network,SDN）是一种将数据转发与控制决策解耦的新型网络架构,通过控制器可以对网络进行集中管理和控制,具有灵活的可编程性和易于部署新应用等优势。SDN加快了网络的开发和创新,在数据中心、企业网等场景中得到了广泛的应用,成为当前研究的一个热点课题,但SDN技术的发展和应用还面临着诸多的挑战。一方面,在多控器架构中必然存在负载分布不均衡和控制器故障等问题,实现有效的控制器动态负载均衡算法和故障处理机制对提高控制平面的性能和可靠性是必不可少的。另一方面,由于数据中心网络内部通信的流量复杂多样且难以管理,容易造成网络拥塞。因此,需要使用SDN集中管理和可编程的优势实现有效的流量调度策略。针对上述问题,主要研究了以下两部分内容:（1）针对SDN多控制器架构的控制器故障和负载分布不均衡的问题。本文提出了基于SDN的控制器故障处理（Controller Failure Handling,CFH）机制和多约束负载均衡（M... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 多控制器负载均衡和故障处理的研究现状
        1.2.2 数据中心网络流量调度的研究现状
    1.3 数据中心网络流量调度背景
        1.3.1 数据中心网络拓扑
        1.3.2 数据中心网络流量特征
    1.4 论文主要工作
    1.5 论文组织结构
第二章 SDN与相关技术介绍
    2.1 SDN介绍
        2.1.1 SDN的发展
        2.1.2 SDN概念与特征
        2.1.3 SDN架构概述
    2.2 SDN关键技术
        2.2.1 OpenFlow协议概念
        2.2.2 OpenFlow交换机
        2.2.3 OpenFlow控制器
    2.3 Mininet工具介绍
    2.4 本章小结
第三章 基于SDN的控制器故障处理机制与多约束负载均衡算法
    3.1 引言
    3.2 控制器多角色功能
    3.3 动态决策控制器架构
        3.3.1 负载监控模块
        3.3.2 故障处理模块
        3.3.3 负载均衡模块
        3.3.4 交换机迁移模块
    3.4 实验测试与分析
        3.4.1 实验环境
        3.4.2 实验结果与分析
    3.5 本章小结
第四章 基于拥塞概率的SDN数据中心网络大流调度选择机制
    4.1 引言
    4.2 LFSSCP机制
        4.2.1 流量检测模块
        4.2.2 路由模块
        4.2.3 拥塞调度模块
        4.2.4 路由管理模块
    4.3 实验测试与分析
        4.3.1 实验环境
        4.3.2 实验结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]新一代网络体系架构CUBE-Net2.0研究[J]. 唐雄燕,周光涛,赫罡,张卓筠.  邮电设计技术. 2016(11)
[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)

硕士论文
[1]基于流量调度问题的SDN多控制器结构的研究[D]. 甄风华.北京交通大学 2017
[2]软件定义网络中多控制器负载均衡的设计和实现[D]. 余金科.北京邮电大学 2017
[3]基于SDN数据中心的链路负载均衡研究和实现[D]. 张希.电子科技大学 2016
[4]基于SDN的数据中心网络流量调度与负载均衡研究[D]. 庄怀东.南京航空航天大学 2016



本文编号：3676847