【摘要】：隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)、新模式、新應(yīng)用的快速發(fā)展,.互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模也急劇擴(kuò)大,數(shù)據(jù)量快速增長(zhǎng)。而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的弊端在處理以大數(shù)據(jù)、智能分析、網(wǎng)絡(luò)虛擬化為代表的新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用時(shí)日益顯現(xiàn)。臃腫復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、不斷攀升的成本以及僵化的網(wǎng)絡(luò)管理使得網(wǎng)絡(luò)研究者開始探尋新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)。 在此背景下,軟件定義網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)是一種新興的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),它將網(wǎng)絡(luò)控制從轉(zhuǎn)發(fā)中分離出來,從而可以通過軟件編程實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則的控制。在SDN中,控制平臺(tái)同時(shí)簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)設(shè)備(節(jié)點(diǎn)設(shè)備只負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā),轉(zhuǎn)發(fā)行為由控制平臺(tái)控制)和網(wǎng)絡(luò)控制邏輯(只需調(diào)用控制平臺(tái)的編程接口,而不用處理底層網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)),并且還可以支持廣泛的功能,因此控制平臺(tái)在SDN架構(gòu)中是一個(gè)十分關(guān)鍵的組成部分。只有設(shè)計(jì)一個(gè)高效可擴(kuò)展的控制平臺(tái)才能保證SDN網(wǎng)絡(luò)的良好性能,而這就是本文的主要研究目標(biāo)。 本文首先介紹了軟件定義網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和核心技術(shù),分析比較了現(xiàn)有的SDN控制平臺(tái)相關(guān)研究,明確了研究重點(diǎn)。之后本文提出了一個(gè)SDN控制平臺(tái)方案。該方案采用分布式架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了SDN控制器間接口,保證了多個(gè)控制器間狀態(tài)的一致性；只對(duì)重要的流進(jìn)行處理,減輕了控制平臺(tái)和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的負(fù)荷；主動(dòng)下發(fā)預(yù)先設(shè)置好的策略,降低了控制開銷和流初始建立時(shí)延。 之后本文將SDN控制平臺(tái)應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景中,利用控制平臺(tái)控制管理數(shù)據(jù)中心中的大象流。本文將這個(gè)數(shù)據(jù)中心中的SDN控制平臺(tái)具體應(yīng)用稱為數(shù)據(jù)中心大象流控制管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)只對(duì)大象流進(jìn)行處理,對(duì)于老鼠流使用最基本的ECMP,因此系統(tǒng)可以獲得很好的可擴(kuò)展性。同時(shí)本文提出了一個(gè)加權(quán)多路徑路由算法,其按照當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況動(dòng)態(tài)計(jì)算各個(gè)路徑的權(quán)重。然后系統(tǒng)將檢測(cè)到的大象流,按照該算法計(jì)算的權(quán)重比率,分割到多個(gè)路徑上以平衡負(fù)載。本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)原型,并在OpenFlow測(cè)試網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)證了本文提出的機(jī)制的有效性。最后本文對(duì)SDN控制平臺(tái)未來發(fā)展進(jìn)行了展望。
[Abstract]:With the rapid development of cloud computing, Internet of things, mobile Internet, social network and other new technologies, new models, new applications. The scale of the Internet has also expanded rapidly, and the amount of data has grown rapidly. However, the disadvantages of the traditional network are increasingly emerging in dealing with the new business represented by big data, intelligent analysis and network virtualization, and the new application is becoming more and more obvious when dealing with the new business represented by big data, intelligent analysis and network virtualization. Bloated and complex network structure, rising cost and rigid network management make network researchers begin to explore new network architecture design. In this context, the software definition network emerges as the times require. Software defined network (SDN) is a new network architecture, which separates network control from forwarding, so that the control of data forwarding rules can be realized by software programming. In SDN, the control platform simplifies the node device (the node device is only responsible for forwarding, the forwarding behavior is controlled by the control platform) and the network control logic (only needs to call the programming interface of the control platform instead of dealing with the underlying network state), and can also support a wide range of functions, so the control platform is a very key part of the SDN architecture. Only by designing an efficient and extensible control platform can the good performance of SDN network be guaranteed, which is the main research goal of this paper. This paper first introduces the architecture and core technology of software definition network, analyzes and compares the existing research of SDN control platform, and clarifies the research focus. Then a scheme of SDN control platform is proposed in this paper. The scheme adopts distributed architecture to realize the interface between SDN controllers, which ensures the consistency of states among multiple controllers; only the important flow is processed, which reduces the load of the control platform and forwarding equipment; and the pre-set strategy of actively sending reduces the control overhead and the initial establishment delay of the flow. Then this paper applies the SDN control platform to the data center scenario, and uses the control platform to control and manage the elephant flow in the data center. In this paper, the application of SDN control platform in this data center is called Elephant flow Control Management system. The system only deals with elephant flow, and uses the most basic ECMP, for mouse flow, so the system can achieve good scalability. At the same time, a weighted multi-path routing algorithm is proposed, which calculates the weight of each path dynamically according to the current network load. Then the detected elephant flow is divided into multiple paths to balance the load according to the weight ratio calculated by the algorithm. In this paper, a system prototype is implemented, and the effectiveness of the proposed mechanism is verified in OpenFlow test network. Finally, the future development of SDN control platform is prospected.
【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】：2014
【分類號(hào)】：TP393.06

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2506776