【摘要】：軟件定義網(wǎng)絡(Software Defined Network, SDN)是近年來提出的一種新型的網(wǎng)絡架構(gòu)形式,而網(wǎng)絡功能虛擬化(Network Function Virtualization, NFV)也是最近提出的用虛擬化的方式來實現(xiàn)復雜的網(wǎng)絡功能的新概念。使用SDN實現(xiàn)NFV可以達到網(wǎng)絡功能完全自動化部署的目標,在當前的網(wǎng)絡環(huán)境中無疑是有進步意義的。然而當前網(wǎng)絡功能極其復雜,使用SDN實現(xiàn)NFV時必然會造成規(guī)則的細粒度化,而細粒度規(guī)則的處理又會給NFV的硬件承載實體提出較高的要求,本文的研究目標就是在SDN中優(yōu)化配置網(wǎng)絡資源,尤其是CPU等處理機資源,達到全網(wǎng)絡資源均衡共享的效果。具體來說,本文的工作主要分為如下三個方面：1.將這類處理資源分配問題用線性規(guī)劃方式進行建模。該模型的目標函數(shù)是使整個網(wǎng)絡中分配到的處理任務最多的主機剩余的處理資源最大化,即負載均衡目標,同時又兼顧路由效率；約束條件主要有三類：帶寬約束、流量平衡約束和處理資源限制約束。利用線性優(yōu)化工具,我們求解和分析了特定網(wǎng)絡拓撲下的最優(yōu)解結(jié)果。2.我們設計了不拆分網(wǎng)絡流的近似算法,對應于對稱網(wǎng)絡拓撲(Fat-Tree)和不對稱網(wǎng)絡拓撲(用GT_ITM工具模擬)的場景,分別為：沿最短路徑按比例參數(shù)分配網(wǎng)絡流算法與尋找最優(yōu)簡單路徑分配網(wǎng)絡流算法。從兩個方面(主機分配處理資源的負載均衡度和最大可注入流)對算法效率進行分析,并與線性規(guī)劃模型的結(jié)果進行了比較。3.我們使用OpenFlow協(xié)議的多級流表形式設計了對應于我們問題的流表規(guī)則,并討論其如何應對不斷變化的網(wǎng)絡環(huán)境。最后我們對全文進行了總結(jié)并提出了進一步的研究方向。
[Abstract]:Software defined network (Software Defined Network, SDN) is a new type of network architecture proposed in recent years, and network function virtualization (Network Function Virtualization, NFV) is a new concept to realize complex network function by virtualization. Using SDN to realize NFV can achieve the goal of full automatic deployment of network functions, which is undoubtedly of great significance in the current network environment. However, the current network functions are extremely complex, and the use of SDN to implement NFV will inevitably lead to the fine-grained rules, and the processing of fine-grained rules will put forward higher requirements for the hardware carrying entities of NFV. The research goal of this paper is to optimize the allocation of network resources in SDN, especially the processor resources such as CPU, so as to achieve the effect of balanced sharing of all network resources. Specifically, the work of this paper is divided into the following three aspects: 1. This kind of processing resource allocation problem is modeled by linear programming. The objective function of the model is to maximize the remaining processing resources of the host which has the most processing tasks assigned to the whole network, that is, the load balancing target, and at the same time to take into account the routing efficiency. There are three kinds of constraints: bandwidth constraints, traffic balance constraints and processing resource constraints. Using linear optimization tools, we solve and analyze the results of optimal solutions in a given network topology. 2. 2. We design an approximate algorithm for unsplit network flows, which corresponds to the scenarios of symmetric network topology (Fat-Tree) and asymmetric network topology (simulated by GT_ITM tools). The network flow allocation algorithm along the shortest path according to the proportional parameters and the algorithm to find the optimal simple path assignment network flow are presented respectively. The efficiency of the algorithm is analyzed from two aspects (load balancing degree of processing resource allocation and maximum injectable flow), and compared with the results of linear programming model. We use the multilevel flow table of OpenFlow protocol to design the flow table rules corresponding to our problem and discuss how to deal with the changing network environment. Finally, we summarize the full text and put forward the further research direction.
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.02

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本文編號：2416780