本文關(guān)鍵詞：基于SDN的流量工程技術(shù)研究

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【摘要】：多樣化的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在當(dāng)前呈現(xiàn)“井噴式”發(fā)展,這對帶寬和延時(shí)等服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)的保證提出了更高的要求。流量工程作為提升網(wǎng)絡(luò)性能的重要手段,越來越受到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和科研人員的重視。然而,盡管技術(shù)不斷演進(jìn)和創(chuàng)新,網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(各種交換機(jī)和路由器等等)幾十年幾乎未變。基于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的流量工程由于其在路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制上的缺陷,無法提供有效的實(shí)時(shí)的、可調(diào)節(jié)的QoS保證。事實(shí)上,在IP路由中,無論需求怎樣不同,在兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的所有數(shù)據(jù)流都一定會(huì)沿著相同的路徑通過網(wǎng)絡(luò)。這成為了基于傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)流量工程和QoS研究中的一個(gè)瓶頸。網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代勢在必行。在這種形勢下,軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-defined Network,SDN)應(yīng)運(yùn)而生。在這種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制層面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面被分離,從而使得集中控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成為可能。這一改變簡化了網(wǎng)絡(luò)管理,降低了研發(fā)門檻,促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新。控制層面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面之間可以通過一種叫做OpenFlow的協(xié)議來通信。由于SDN的開放性和可編程性,網(wǎng)絡(luò)管理人員可以編寫高級的控制程序來定義全網(wǎng)的行為。這種與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上的不同使得OpenFlow在流量工程應(yīng)用中有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。本文的研究重點(diǎn)在于利用基于SDN的流量工程來管理不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),從而達(dá)到增強(qiáng)QoS的目的。具體的,本文考慮了兩種服務(wù)類型:視頻流服務(wù)和文件傳輸服務(wù)。首先,本文提出了一種模塊化管理網(wǎng)絡(luò)QoS的架構(gòu),其核心思想是:依據(jù)鏈路參數(shù)(丟包率、延遲和有效帶寬)和數(shù)據(jù)流對這些參數(shù)的需求來為數(shù)據(jù)流指定最優(yōu)路徑,從而避免阻塞、增強(qiáng)QoS。具體的,基于多商品流問題和帶約束的最短路徑問題,該最優(yōu)化問題被建模為一個(gè)多準(zhǔn)則決策方案。另外,由于在模型中引入了兩個(gè)可調(diào)節(jié)的比例因子來設(shè)置丟包率和延遲的權(quán)重,該架構(gòu)可以根據(jù)應(yīng)用場景需求的不同靈活的提供相應(yīng)的操作來優(yōu)化QoS。然后,本文將該架構(gòu)整合到基于Mininet的SDN仿真網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,并且在不同的應(yīng)用場景下進(jìn)行了測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相對于模擬器給出的傳統(tǒng)解決方案,該架構(gòu)在QoS增強(qiáng)方面有明顯的優(yōu)勢。同時(shí),改變網(wǎng)絡(luò)條件,本文的架構(gòu)能夠通過模型中的算法為數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)并且部署新的最優(yōu)路徑,從而保證了QoS。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.0

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本文編號：1142557