本文關(guān)鍵詞： 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) SDN 網(wǎng)絡(luò)融合 擁塞控制　出處：《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)日益增多,數(shù)據(jù)量呈爆炸式增長(zhǎng)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展已處于瓶頸期,難以適應(yīng)復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)。SDN技術(shù)打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的局限性,將控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面分離以及網(wǎng)絡(luò)可編程的特性為解決互聯(lián)網(wǎng)中出現(xiàn)的問(wèn)題提供了新的探索及應(yīng)用方向。論文的研究?jī)?nèi)容如下:(1)本文以有線網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng)融合的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)為研究背景,基于SDN的分層思想完成了 OpenFlow無(wú)線交換機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并提出了一種使有線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高效融合的方案。由SDN控制器同時(shí)控制管理有線交換機(jī)以及無(wú)線交換機(jī),從而能對(duì)全局網(wǎng)絡(luò)的資源實(shí)現(xiàn)共同管理及統(tǒng)一調(diào)配。該方案解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間相對(duì)封閉獨(dú)立的問(wèn)題。(2)本文提出了一種基于全局網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)監(jiān)控的擁塞控制算法。利用SDN控制器監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)度數(shù)據(jù)流,算法在網(wǎng)絡(luò)鏈路擁塞之前,能快速根據(jù)多徑為數(shù)據(jù)流重新規(guī)劃路徑,并且能夠根據(jù)鏈路狀態(tài)判定最優(yōu)路徑進(jìn)行流傳輸。鑒于SDN網(wǎng)絡(luò)中的短數(shù)據(jù)流的生存時(shí)間較短,而且對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高,過(guò)度調(diào)度可能會(huì)導(dǎo)致其時(shí)延增大,造成與預(yù)期相反的結(jié)果,算法會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中長(zhǎng)短數(shù)據(jù)流進(jìn)行區(qū)分,并且只對(duì)長(zhǎng)數(shù)據(jù)流進(jìn)行調(diào)度。如果有多條長(zhǎng)數(shù)據(jù)流等待調(diào)度,算法會(huì)根據(jù)它們占用鏈路帶寬容量的大小以及覆蓋擁塞鏈路的條數(shù)計(jì)算調(diào)度值,并挑選出調(diào)度值最大的長(zhǎng)數(shù)據(jù)流進(jìn)行優(yōu)先調(diào)度。(3)本文使用Mininet平臺(tái)對(duì)有線網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng)融合的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行仿真,并由RYU控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的集中控制,在RYU控制器上部署相關(guān)的功能模塊后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文算法的有效性。通過(guò)與基于SDN的CAAS算法以及SDT算法進(jìn)行對(duì)比,本文提出的算法能有效緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞,并能提高網(wǎng)絡(luò)的鏈路利用率以及吞吐量,降低時(shí)延。通過(guò)RYU控制器提供的接口,本文完成了網(wǎng)絡(luò)控制管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),該平臺(tái)可以直觀的顯示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),并能實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制。
[Abstract]:With the rise of mobile Internet, network services are increasing day by day, and the amount of data is increasing explosively. After more than 20 years of development, the traditional network architecture has been in the bottleneck period. It is difficult to adapt to the complex and changeable network. SDN technology breaks the limitations of the traditional network architecture. The separation of the control plane from the data forwarding plane and the programmable characteristics of the network provide a new exploration and application direction for solving the problems in the Internet. The research contents of this paper are as follows: 1) this paper combines wired network with wireless network. Heterogeneous network is the background of the research, The design and implementation of OpenFlow wireless switch based on the layered idea of SDN is completed, and a scheme of efficient integration of wired network and wireless network is proposed. The SDN controller controls and manages both wired switch and wireless switch simultaneously. This scheme solves the problem of relatively closed independence between wired network equipment and wireless network equipment in traditional network. A congestion control algorithm for network link state monitoring. SDN controller is used to monitor the network state dynamic scheduling data flow. Before the network link congestion, the algorithm can quickly replan the path for the data stream according to the multipath, and can determine the optimal path according to the link state. In view of the short lifetime of the short data stream in the SDN network, Moreover, the real-time requirement is high, and overscheduling may lead to the increase of delay, which will result in the opposite result. The algorithm will distinguish the long and short data streams in the network. If there are more than one long data stream waiting to be scheduled, the algorithm will calculate the scheduling value according to the amount of bandwidth they occupy and the number of bars covering the congested link. In this paper, the Mininet platform is used to simulate the heterogeneous network environment that the wired network and the wireless network merge, and the centralized control of the network is realized by the RYU controller. After deploying the related functional modules on the RYU controller, the effectiveness of the proposed algorithm is verified by experiments. Compared with the CAAS algorithm based on SDN and the SDT algorithm, the algorithm proposed in this paper can effectively alleviate the network congestion. Through the interface provided by the RYU controller, the design and implementation of the network control management platform is completed. The platform can display the network state intuitively. And can realize the control of the network.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP393.06

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本文編號(hào)：1535047