基于P4的实时传输技术研究

发布时间：2022-02-19 19:34

　　互联网技术日新月异,网络中的业务应用类型也随之不断丰富,其中诸多对网络传输实时性有着很苛刻的要求。因此,如何提供端到端的实时传输服务一直是一个研究的热点。传统网络架构灵活性较差的弊端导致关于这一问题的现有方案适用性欠缺。软件定义网络（Software-defined networking,SDN）这一新型网络架构通过将数据平面和控制平面分离增加了网络的灵活性和拓展性,P4作为一种SDN中诞生不久的面向数据平面的编程语言进一步提高了SDN的可编程性与灵活性。因此,利用P4技术解决实时性传输问题具有很大空间,本文针对利用P4提供的数据平面可编程性保障实时传输问题开展了研究,主要工作如下:（1）针对当前SDN中的优先级队列调度方法以数据流为调度单位调控粒度不够精细的问题,本文提出了以数据包为调度单位的基于已花费时间和基于队列延迟的优先级调度方法。本方法利用P4技术在数据包头部植入时间信息,交换机针对每个数据包的已花费时间或累计队列延迟动态调整优先级进行队列调度以保障传输延迟。（2）针对采取优先级调度之后由于随机流量仍可能存在延迟较高的数据包的问题,本文提出了基于已花费时间和基于队列延迟的重路... 

【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 相关背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 本文组织架构
第2章 相关技术及原理
    2.1 SDN技术
    2.2 P4 技术
        2.2.1 P4 语言与抽象转发模型
        2.2.2 P4 技术的优势
    2.3 实时传输技术
        2.3.1 IP QoS模型
        2.3.2 队列调度机制
        2.3.3 SDN与 QoS
    2.4 本章小结
第3章 基于P4的实时传输方法
    3.1 实时传输方法分析
        3.1.1 延迟计算模型
        3.1.2 基于Openflow实时传输方法局限性
        3.1.3 携带传输状态的数据包
    3.2 基于P4 的优先级调度方法
        3.2.1 P4 优先级队列
        3.2.2 基于已花费时间的优先级调度方法
        3.2.3 基于队列延迟的优先级调度方法
    3.3 基于P4 的重路由调度方法
        3.3.1 K条最短路径算法
        3.3.2 重路由调度方法
    3.4 本章小结
第4章 基于P4的实时传输方法设计与实现
    4.1 P4 网络框架
        4.1.1 P4 部署流程
        4.1.2 系统架构
    4.2 自定义QoS协议
        4.2.1 自定义QoS头部
        4.2.2 边界交换机流表下发
    4.3 优先级调度设计实现
        4.3.1 基于已花费时间的优先级调度
        4.3.2 基于队列延迟的优先级调度
    4.4 重路由调度设计实现
        4.4.1 备用路径计算
        4.4.2 基于已花费时间的重路由
        4.4.3 基于队列延迟的重路由
    4.5 本章小结
第5章 实验测试与评估
    5.1 实验平台搭建
    5.2 优先级调度实验
        5.2.1 基于已花费时间的优先级调度
        5.2.2 基于队列延迟的优先级调度
    5.3 重路由调度实验
        5.3.1 基于已花费时间的重路由调度
        5.3.2 基于队列延迟的重路由调度
    5.4 性能测试
        5.4.1 计算开销测试
        5.4.2 带宽开销测试
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]HiQoS:An SDN-Based Multipath QoS Solution[J]. YAN Jinyao,ZHANG Hailong,SHUAI Qianjun,LIU Bo,GUO Xiao.  中国通信. 2015(05)
[2]IEEE 1588精确时间同步协议的应用方案[J]. 于鹏飞,喻强,邓辉,鲍兴川,马媛媛,郭经红.  电力系统自动化. 2009(13)



本文编号：3633495