投票系统在SDN网络资源分配场景中的应用以及投票行为的研究

发布时间：2020-06-21 12:58

【摘要】：当今互联网业务的类型与功能越来越多样,互联网用户对网络服务的依赖程度也与日俱增。为了满足逐渐增长的网络业务需求,就需要网络能够提供更加灵活和精准的网络资源分配方案。近年来业界提出了两种概念AAN(Application-Aware Networks)以及NAA(Network-Aware Applications),AAN概念希望通过网络来感知上层应用的业务需求变化来进行网络资源分配的调整,NAA概念则是允许网络应用能够获得网络信息和状态,进而根据应用的业务需求来进行网络资源分配。然而这两种概念均有一定的缺陷,单方面地采用AAN或NAA概念所指导的技术会出现弊端。AAN比较依赖于网络对上层应用的感知能力,但网络只有能力去识别应用类型,难以获得更为关键的,与用户体验更有相关的应用业务状态信息。NAA的实现则非常依赖于应用获得的网络信息与状态,而应用对网络信息的监测与采集往往是难以达到理论上的精度要求的。所以将网络与应用的信息共享则是一种加合理的思路。在传统网络当中,应用与网络间进行信息交互是比较困难的。然而软件定义网络(Software-Defined Networks,SDN)概念的提出,为实现这种上下层信息交互提供了可能性。借由SDN的北向接口,能够较为容易地实现上层应用与网络层间的信息交互。这样一来,不仅网络可以参与网络资源的分配,应用也可以根据业务需求灵活地调整网络资源的分配方案。在SDN场景中,某个应用可以利用网络状态信息来做出对自己最有利的网络资源分配决策。而在现实网络中,存在许多可以参与网络资源分配的应用,同时网络一方也会基于某种利益或策略来进行网络资源的分配。然而在有限的网络资源分配与利用的过程中,任何一方对网络资源分配方案的决策会很容易影响到其他应用或网络的利益或策略,这就出现了针对网络资源的利益冲突。此外,当SDN控制层面有多个网络资源分配的决策模块时,这些模块之间也会存在网络资源的分配冲突。为了有效地解决网络资源分配冲突,本文采用了一种基于投票系统的算法,并将投票算法运用于不同的资源分配场景中。本文首先针对网络路由资源分配冲突的在线场景,分别对应用间以及应用与网络间的资源分配利益冲突进行研究,通过仿真测试可以看到采用基于投票系统的算法在应用与应用间利益冲突场景中能够得到更高的应用满意度,在应用与网络间利益冲突场景中能够得到应用与网络利益的折中。基于这些工作,本文提出了一种在投票过程基于动态调整的改进机制,通过仿真测试可以看到,采用这种机制的投票算法能够提供更高的应用满意度与更好的利益折中效果。此外,本文在网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)服务链部署过程中,采用基于投票系统的算法来研究解决不同网络资源分配策略间的冲突问题。通过仿真测试可以看到,该算法能够较为有效地解决这种场景中的资源分配冲突。最后本文对相关研究场景中存在的一些可能会对最终投票结果产生影响的投票行为进行研究,主要罗列了几种投票方法和可能存在的投票行为,通过仿真研究这些投票行为在不同的投票方法下对投票结果的影响。然后本文提出了几种合理的机制来减少不同的投票行为对投票结果产生的负面影响,并通过仿真测试进行效果验证。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：D669;TP393.09

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本文编号：2724096