本文選題：SDN　切入點：網(wǎng)絡管理　出處：《清華大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：從網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢看,軟件定義網(wǎng)絡已經(jīng)成為促進網(wǎng)絡創(chuàng)新和重構網(wǎng)絡體系的最重要推動力之一。軟件定義網(wǎng)絡具有的轉發(fā)與控制分離、基于全局視圖的集中控制等特點,顯著提高了網(wǎng)絡管理的靈活性和網(wǎng)絡資源使用的效率。但是,SDN的開放性也引入了功能服務動態(tài)構建、多租戶資源調配和混合SDN路由管控等問題,嚴重制約了SDN網(wǎng)絡管理技術的發(fā)展。本文歸納總結了SDN管理領域的已有研究成果,對SDN網(wǎng)絡管理模型、網(wǎng)絡資源調度管理技術和混合SDN路由視圖服務技術開展了深入研究,設計實現(xiàn)并現(xiàn)網(wǎng)部署了基于SDN的真實地址驗證管理系統(tǒng)和SDN網(wǎng)絡資源動態(tài)調度管理系統(tǒng)。本文研究內容包括:(1)針對SDN網(wǎng)絡管理模型缺乏、網(wǎng)絡功能動態(tài)組合困難的問題,提出了基于NFV的SDN網(wǎng)絡管理框架和管理模型,設計了對等模式的服務功能鏈構建機制,驗證了該模型和機制具有良好的可擴展性和處理時效性。(2)針對SDN資源管理中流表與帶寬聯(lián)合分配和調度效率低的問題,提出了兼顧公平和效率的SDN網(wǎng)絡資源聯(lián)合管理模型和調度算法,設計了SDN虛擬轉發(fā)空間,通過實際數(shù)據(jù)評估和原型系統(tǒng)驗證了該管理模型和調度算法具有較高的網(wǎng)絡利用率和緩沖替換效率,同時能夠有效降低網(wǎng)絡延時和提升流表命中率。(3)針對混合SDN路由管理中視圖構建難的問題,提出了混合SDN路由管理中的路由視圖服務技術,設計了開放傳統(tǒng)分布式路由平面的Open Route Flow協(xié)議,實驗證明該協(xié)議具有較低的路由狀態(tài)傳輸協(xié)議負載、路由狀態(tài)處理負載和路由狀態(tài)感知延遲。(4)針對傳統(tǒng)架構下域內真實地址驗證管理系統(tǒng)的接口協(xié)議種類復雜、網(wǎng)絡狀態(tài)感知遲緩、過濾效果存在誤判、網(wǎng)絡功能無法復用等問題,設計并實現(xiàn)了基于SDN的域內真實地址驗證管理系統(tǒng),并在CERNET的25所高校進行了實際部署和功能驗證。(5)針對新型網(wǎng)絡體系結構下,缺乏為多種異構網(wǎng)絡應用提供SDN網(wǎng)絡資源動態(tài)調度和統(tǒng)一管理的平臺等問題,設計并實現(xiàn)了SDN網(wǎng)絡資源動態(tài)調度管理平臺,并在全國13個節(jié)點進行了實際部署和功能驗證。
[Abstract]:From the development trend of network technology, software defined network has become one of the most important driving forces to promote network innovation and reconstruct network system. Software defined network has the characteristics of separation of forwarding and control, centralized control based on global view, and so on. The flexibility of network management and the efficiency of using network resources are greatly improved. However, the openness of SDNs also introduces the problems of dynamic construction of functional services, multi-tenant resource allocation and hybrid SDN routing control, etc. The development of SDN network management technology is seriously restricted. In this paper, the existing research results in the field of SDN management are summarized, and the SDN network management model, network resource scheduling management technology and hybrid SDN routing view service technology are deeply studied. The real address verification management system based on SDN and the dynamic scheduling management system of SDN network resources are designed and implemented in this paper. The research contents of this paper include: 1) aiming at the lack of SDN network management model and the difficulty of dynamic combination of network functions. In this paper, the SDN network management framework and management model based on NFV are proposed, and the construction mechanism of peer-to-peer service function chain is designed. It is verified that the model and mechanism have good scalability and processing time. (2) aiming at the problem of low efficiency of flow table and bandwidth allocation and scheduling in SDN resource management, In this paper, a joint resource management model and scheduling algorithm for SDN network is proposed, which takes fairness and efficiency into account. The virtual forwarding space of SDN is designed. Through the actual data evaluation and prototype system, it is proved that the management model and scheduling algorithm have higher network utilization and buffer replacement efficiency. At the same time, it can effectively reduce the network delay and improve the hit ratio of stream table. Aiming at the difficult problem of view construction in hybrid SDN routing management, the routing view service technology in hybrid SDN routing management is proposed. Open Route Flow protocol with open traditional distributed routing plane is designed. Experiments show that the protocol has lower routing state transport load. Routing state processing load and routing state awareness delay. 4) aiming at the problems of complex kinds of interface protocols, slow network state awareness, misjudgment of filtering effect and network function being unable to reuse in traditional architecture, the real address verification management system in the traditional architecture has many problems, such as complex interface protocols, slow network state awareness, and so on. The real address verification management system based on SDN is designed and implemented, and the actual deployment and function verification are carried out in 25 universities of CERNET. There is a lack of a platform for dynamic scheduling and unified management of SDN network resources for various heterogeneous network applications. A SDN network resource dynamic scheduling and management platform is designed and implemented, and the actual deployment and functional verification are carried out at 13 nodes throughout the country.
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.0

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