本文選題：軟件定義網(wǎng)絡(luò) + 多控制器　； 參考：《北京郵電大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的性能需求越來(lái)越高�，F(xiàn)在的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)面臨著復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管理、封閉的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等問題。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-defined Network, SDN)是一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu),可以有效地解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中難以解決的問題。隨著SDN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模地逐漸擴(kuò)大,單個(gè)邏輯集中的控制器會(huì)遇到單點(diǎn)故障以及可擴(kuò)展性問題。而分布式控制系統(tǒng)是解決可擴(kuò)展性問題的有效方案。分布式控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)到多個(gè)控制器,在大型網(wǎng)絡(luò)中如何部署控制器,也是個(gè)需要解決的挑戰(zhàn)。多控制器部署問題中,交換機(jī)依賴于控制器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)處理,因此交換機(jī)和控制器之間的鏈路穩(wěn)定是一個(gè)很重要的因素。因此本論文目標(biāo)是找到一種控制器的部署方案,保證交換機(jī)和控制器之間通信的可靠性,同時(shí)盡可能地減小交換機(jī)和控制器之間的通信延時(shí)。同時(shí),在中小型網(wǎng)絡(luò)中部署多控制器時(shí),除了傳播時(shí)延,控制器的響應(yīng)時(shí)間也是影響QoS一個(gè)很重要的因素。因此,本論文研究在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署時(shí),如何使用合理的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)滿足QoS要求。本文針對(duì)以上兩個(gè)方面分別進(jìn)入了深入研究,主要貢獻(xiàn)如下:(1)基于對(duì)SDN分布式控制器和多控制器部署算法調(diào)研的基礎(chǔ)上,研究了轉(zhuǎn)發(fā)平面故障對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能的影響,尤其是交換機(jī)和控制器性之間的可靠性,提出一種基于穩(wěn)定性的cycle k-medoids算法。(2)本論文在真實(shí)拓?fù)渖线M(jìn)行仿真,結(jié)果表明本文提出的cycle k-medoids算法明顯地提高交換機(jī)和控制器通信的可靠性,同時(shí)保持比較低的時(shí)延。(3)研究了多控制器部署時(shí)的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)問題。本論文對(duì)SDN中流的處理過(guò)程進(jìn)行了建模,分析了控制器對(duì)于流的響應(yīng)時(shí)間及其影響因素。同時(shí)考慮控制器的負(fù)載和傳播時(shí)延,提出一種保證QoS的啟發(fā)式算法。(4)本論文在真實(shí)拓?fù)渖线M(jìn)行仿真,指出在一定范圍下提高控制器容量和時(shí)延上限可以減小所需部署的控制器數(shù)量。這對(duì)于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中部署有一定的指導(dǎo)作用。
[Abstract]:With the continuous development of the Internet, the demand for network performance is becoming higher and higher. The current TCP / IP network is faced with complex network management, closed network equipment and other problems. Software-defined Network (SDN) is a new network innovation architecture, which can effectively solve the difficult problems in the current network. As the scale of SDN network expands gradually, the controller in a single logic set will encounter single point failure and scalability problems. Distributed control system is an effective solution to scalability problem. It is also a challenge to design multiple controllers in distributed control systems and how to deploy controllers in large networks. In the problem of multi-controller deployment, the switch relies on the controller for data forwarding, so the link stability between the switch and the controller is an important factor. Therefore, the purpose of this thesis is to find a controller deployment scheme to ensure the reliability of the communication between the switch and the controller, and to reduce the communication delay between the switch and the controller as much as possible. In addition to propagating the delay, the response time of the controller is also an important factor affecting QoS when deploying multiple controllers in small and medium-sized networks. Therefore, this paper studies how to use reasonable network resources to meet QoS requirements in actual network deployment. The main contributions of this paper are as follows: (1) based on the investigation of SDN distributed controller and multi-controller deployment algorithm, the effect of forwarding plane fault on network performance is studied. Especially the reliability between switch and controller, a stability based cycle k-medoids algorithm is proposed. (2) this paper simulates the real topology. The results show that the proposed cycle k-medoids algorithm can obviously improve the reliability of the communication between the switch and the controller, while maintaining a relatively low delay. (3) the quality of Service (QoS) problem in multi-controller deployment is studied. In this paper, the process of flow processing in SDN is modeled, and the response time of controller to flow and its influencing factors are analyzed. At the same time, considering the load and propagation delay of the controller, a heuristic algorithm is proposed to guarantee QoS. (4) this paper simulates in real topology. It is pointed out that increasing the upper limit of controller capacity and delay can reduce the number of controllers to be deployed in a certain range. This has a certain guiding role for the actual network deployment.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP393.0

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