【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的越來越大,如數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模,單一集中的控制器成為網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴展的瓶頸。因此,多控制器架構(gòu)部署應(yīng)運而生。多節(jié)點架構(gòu)必定有負(fù)載分布不均勻問題,多控制器架構(gòu)也不例外。同時,目前關(guān)于多控制器架構(gòu)部署和控制器間通信尚沒有詳細(xì)方案和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合軟件定義網(wǎng)絡(luò)的需求和特點,本文主要針對軟件定義網(wǎng)絡(luò)的多控制器間負(fù)載均衡機制進(jìn)行了研究。本文的主要研究內(nèi)容包括:(1)提出基于負(fù)載通告的多控制器負(fù)載均衡機制。本文將該機制細(xì)分為四個過程:負(fù)載測量、負(fù)載通告、均衡決策以及交換機遷移。在負(fù)載測量階段,本文確定了控制器負(fù)載度量參數(shù),用于衡量控制器的負(fù)載程度并判斷其是否過載。在負(fù)載通告階段,本文提出一個通告抑制算法來減少負(fù)載通告的頻率,從而降低因通告帶來的通信負(fù)荷和處理負(fù)荷。在均衡決策階段,本文設(shè)計了待遷移交換機抉擇和目標(biāo)控制器抉擇等策略。最后,為了有效且簡化地遷移交換機,本文設(shè)計了遷移流程以及遷移時的交互協(xié)議。(2)結(jié)合軟件定義網(wǎng)絡(luò)的開源項目和集群工具部署多SDN控制器架構(gòu)。在架構(gòu)部署中,本文選取Mininet模擬數(shù)據(jù)層,通過其提供的Python API自定義了數(shù)據(jù)層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｆ浯芜x取Floodlight作為控制器,為其添加Packet-In速率統(tǒng)計模塊,獲取來自數(shù)據(jù)層的Packet-In包速率。利用JGroups提供的類和接口,本文編碼實現(xiàn)了Client類和Receive類,用于實現(xiàn)控制器間通信,并設(shè)計了專用的通信協(xié)議格式。此外,本文還設(shè)計了基于Hping3的特定命令格式來模擬控制器的負(fù)載。基于部署的多控制器架構(gòu),本文對Floodlight控制器進(jìn)行二次開發(fā),實現(xiàn)了提出的負(fù)載均衡機制,主要功能包括負(fù)載參數(shù)測量、通告抑制算法和交換機遷移。(3)設(shè)計和實現(xiàn)實驗,對本文提出的負(fù)載均衡機制加以評估。實驗從網(wǎng)絡(luò)吞吐量和負(fù)載均衡完成時間兩方面評估了該機制。實驗結(jié)果表明該機制可實現(xiàn)負(fù)載均衡并減少完成時間。
【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】：2017
【分類號】：TP393.0

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本文編號：2573566