本文選題：軟件定義網(wǎng)絡(luò) + 鏈路負載均衡　； 參考：《復旦大學》2014年碩士論文

【摘要】：負載均衡是保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要方法之一,它主要是通過合理調(diào)度網(wǎng)絡(luò)和計算資源來擴展網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)的處理能力,從而避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,提高網(wǎng)絡(luò)的性能和魯棒性。當軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)出現(xiàn)以后,如何利用OpenFlow協(xié)議,結(jié)合SDN集中式控制和軟件可編程的特性,設(shè)計和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負載均衡策略,仍有待于研究與完善。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比,利用SDN來部署網(wǎng)絡(luò)負載均衡方案有如下優(yōu)勢：(1) SDN可以在控制器層用軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負載均衡,不需要專用的硬件設(shè)備。(2) SDN相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更容易獲得全局網(wǎng)絡(luò)拓撲,更容易制定全局最優(yōu)策略。(3) SDN可通過控制器來集中控制交換設(shè)備將轉(zhuǎn)發(fā)策略統(tǒng)一配置到交換機,而不用逐一配置交換機�；谏鲜霰尘�,本文主要的工作是設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于SDN的網(wǎng)絡(luò)負載均衡方案,目的是利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)的集中式控制和軟件可編程等相對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)勢,設(shè)計一套靈活有效的負載均衡機制。網(wǎng)絡(luò)負載均衡涉及到鏈路負載均衡和應(yīng)用層負載均衡,因此本文分別從以下三個方面進行論述：第一,設(shè)計并實現(xiàn)一種鏈路負載均衡方案。利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)的集中式控制的特性,我們可以通過定期發(fā)送相關(guān)協(xié)議包來獲取全局網(wǎng)絡(luò)拓撲,在此基礎(chǔ)上本文實現(xiàn)了一種最優(yōu)k條路徑算法,選擇出最優(yōu)的k條冗余鏈路,最后我們制定評價模型對于每條候選鏈路進行評估,得到最有利于當前全局網(wǎng)絡(luò)負載均衡的鏈路,最終將對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)策略部署到OpenFlow交換機的流表上。第二,設(shè)計并實現(xiàn)一種應(yīng)用層負載均衡方案。因為一段時間內(nèi)不同用戶對于同一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請求的習慣和各自當時的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)都有差別,所以本文從用戶層角度進行了一系列的數(shù)據(jù)采集,包括用戶服務(wù)請求的頻繁度、網(wǎng)絡(luò)延遲和丟包率等參數(shù)。這些用戶參數(shù)會發(fā)送到中間服務(wù)器,利用用戶評分模型來對用戶設(shè)定當前的優(yōu)先級別,控制器會根據(jù)用戶的優(yōu)先級提供不同的轉(zhuǎn)發(fā)策略。最終達到的效果是,按需求給不同用戶分配服務(wù)資源,達到應(yīng)用層負載均衡的效果。第三,為了檢測上述網(wǎng)絡(luò)負載均衡方案,同時也為了給網(wǎng)絡(luò)管理人員提供更加方便有效的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控工具,本文還包括三個可視化工作：全局網(wǎng)絡(luò)拓撲的可視化、鏈路狀態(tài)的可視化和用戶層數(shù)據(jù)采集可視化。
[Abstract]:Load balancing is one of the most important methods to guarantee the quality of service in network. It mainly extends the data processing ability of the network by reasonably scheduling the network and computing resources to avoid network congestion and improve the performance and robustness of the network.After the emergence of the software defined network architecture, how to design and implement the network load balancing strategy using OpenFlow protocol, combined with the characteristics of SDN centralized control and software programmable, still needs to be studied and improved.Compared with traditional network architecture, using SDN to deploy network load balancing scheme has the following advantages: 1) SDN can realize network load balancing in controller layer with software.Compared with traditional network, it is easier to obtain global network topology and make global optimal policy. SDN can centrally control the switching device to configure the forwarding policy to switch.Instead of configuring the switch one by one.Based on the above background, the main work of this paper is to design and implement a network load balancing scheme based on SDN.A flexible and effective load balancing mechanism is designed.Network load balancing involves link load balancing and application layer load balancing. Therefore, this paper discusses the following three aspects: first, a link load balancing scheme is designed and implemented.By using the property of centralized control defined by software, we can obtain the global network topology by sending related protocol packets periodically. On this basis, we implement an optimal k path algorithm and select the optimal k redundant links.Finally, we develop an evaluation model to evaluate each candidate link, and obtain the link that is most favorable to the current global network load balance. Finally, we deploy the corresponding forwarding policy to the flow table of the OpenFlow switch.Secondly, a load balancing scheme for application layer is designed and implemented.Because different users have different habits about the same kind of network service request and their respective network status for a period of time, this paper carries out a series of data collection from the user level, including the frequency of user service request.Network delay and packet loss rate and other parameters.These user parameters will be sent to the intermediate server and the user rating model will be used to set the current priority level for the user. The controller will provide different forwarding strategies according to the priority of the user.The final effect is to allocate service resources to different users according to their needs, and achieve the effect of load balancing in application layer.Third, in order to detect the above network load balancing scheme, and to provide network managers with more convenient and effective network monitoring tools, this paper also includes three visualizations: visualization of global network topology.Link state visualization and user layer data acquisition visualization.
【學位授予單位】：復旦大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.05

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本文編號：1744103