【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)今社會最重要的基礎(chǔ)設(shè)施資源之一,深刻地影響并改變著人們的工作和生活方式。然而,隨著互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急速擴張以及新應(yīng)用、新需求的大量涌現(xiàn),現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會對網(wǎng)絡(luò)的需求,例如現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在安全可控性、可擴展性、服務(wù)質(zhì)量、能耗等多方面的問題逐漸凸顯。為了從根本上解決現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)面臨的問題及瓶頸,學(xué)術(shù)界提出了“重新再來(clean-slate)"的設(shè)計思想,希望擺脫現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的束縛設(shè)計出新一代網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。 未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是一個什么樣的網(wǎng)絡(luò),具有什么樣的體系架構(gòu),雖然現(xiàn)在學(xué)術(shù)界還莫衷一是,但是未來網(wǎng)絡(luò)支持虛擬化已經(jīng)被普遍認可。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)是解決目前互聯(lián)網(wǎng)僵化的有效途徑：一方面,網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)支持多種不同架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)以共享方式運行于一個公共的物理基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上,為不同新技術(shù),新協(xié)議的驗證提供了可能；另一方面,網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的核心思想是對底層網(wǎng)絡(luò)資源進行抽象、隔離,從而實現(xiàn)控制平面和數(shù)據(jù)平面的分離,這種特性正逐漸成為未來網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵屬性。 在網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)中,虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的關(guān)鍵問題之一。它解決的是有資源請求限制的多個虛擬網(wǎng)絡(luò)如何高效地共享底層網(wǎng)絡(luò)資源的問題,是一個典型的NP-hard問題,對其研究具有重要的理論和實際意義。本篇論文基于拓撲映射聚合度的概念提出了一種虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法,該算法在不增加節(jié)點映射階段復(fù)雜度的情況下,使得鏈路映射階段的代價及復(fù)雜度顯著降低,而且映射效率顯著提高。近年來,軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-defined Network, SDN)利用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)為未來網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)及新應(yīng)用的研究提供了解決方案,而OpenFlow技術(shù)作為實現(xiàn)SDN的典型代表,受到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注。因此本篇論文在研究虛擬網(wǎng)絡(luò)映射問題的基礎(chǔ)上,進一步地研究了基于OpenFlow的SDN架構(gòu)及其資源分配策略。 本篇論文的主要創(chuàng)新點如下： (1)傳統(tǒng)的算法對算法復(fù)雜度和物理網(wǎng)絡(luò)資源利用率往往不能兼顧。本文在節(jié)點映射階段做了對后續(xù)鏈路映射最有利的處理,定義了拓撲映射聚合度,并實現(xiàn)了基于拓撲映射聚合度的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法。仿真結(jié)果表明,我們提出的算法在映射收益代價比,鏈路負載均衡率,程序運行時間指標上都有了顯著改善。 (2)本文考慮了底層鏈路的負載均衡狀況,并定義了鏈路負載標準差指標來反映底層鏈路的負載均衡狀況,而在此之前,很少有文章涉及這一點。 (3)針對最常用的星型拓撲結(jié)構(gòu),提出了基于拓撲映射聚合度的改進型虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法,使得算法性能進一步提升。 (4)本文分析了基于OpenFlow的SDN架構(gòu)所面臨的問題,針對這些問題提出了一種層次化的SDN架構(gòu),并說明了這種SDN架構(gòu)的可擴展性和健壯性。 (5)基于層次化的SDN架構(gòu),在傳統(tǒng)的OpenFlow交換機中引入業(yè)務(wù)流預(yù)處理模塊,提出了一種預(yù)測機制下的資源分配策略,從而提高了SDN網(wǎng)絡(luò)中資源分配的智能性。
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【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.01

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

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2 左青云;陳鳴;趙廣松;邢長友;張國敏;蔣培成;;基于OpenFlow的SDN技術(shù)研究[J];軟件學(xué)報;2013年05期

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本文編號：2261379