【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的不斷增加,細(xì)粒度網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)更好的網(wǎng)絡(luò)可靠性和及時(shí)的反饋控制。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)在學(xué)術(shù)研究和行業(yè)社區(qū)中獲得了極大的關(guān)注。SDN可以部署在各種條件下,包括DC網(wǎng)絡(luò)(數(shù)據(jù)中心),廣域網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。在SDN中,監(jiān)控是得到網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)信息在SDN控制器的幫助下所產(chǎn)生的控制效果的關(guān)鍵所在。但是,現(xiàn)有的監(jiān)控方法(如SNMP,Net-Flow和S-Flow)是基于交換機(jī)/路由器CPU的典型采樣和輪詢的,并且具有性能和粒度限制。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)或傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)錯(cuò)誤,就很難獲得錯(cuò)誤類型并找到錯(cuò)誤位置。所以,我們使用P4語言構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)來解決這個(gè)問題,該系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)平面的網(wǎng)絡(luò)編程。P4語言是一種高級(jí)編程語言,用于定義網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備如何處理數(shù)據(jù)包。在本文中,我們提出了一種使用基于P4的INT技術(shù)來提取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方案。帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測(INT)是一種能夠提供細(xì)粒度,實(shí)時(shí)和端到端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的新技術(shù)。INT的工作原理是將網(wǎng)絡(luò)信息嵌入到每個(gè)數(shù)據(jù)包中,并允許數(shù)據(jù)包準(zhǔn)確地查詢交換機(jī)內(nèi)部狀態(tài),如隊(duì)列大小,隊(duì)列延遲和鏈路利用率。但是,INT還需要一個(gè)基于它的高級(jí)機(jī)制來有效地提取網(wǎng)絡(luò)范圍的流量狀態(tài)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)被廣泛部署,控制器總是期望全局視圖(即,網(wǎng)絡(luò)范圍的可見性)來做出最佳的流量控制決策。本文的貢獻(xiàn)是設(shè)計(jì)了一個(gè)將INT探測與源路由機(jī)制結(jié)合起來的遙測框架,以指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包對(duì)指定的路徑進(jìn)行監(jiān)視。我們使用INT來獲取網(wǎng)絡(luò)中的鏈路負(fù)載信息并檢查控制器中的信息。具體而言,首先,使用INT探針收集每個(gè)交換機(jī)的隊(duì)列占用率,然后分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并顯示關(guān)于系統(tǒng)的INT路徑的輸出結(jié)果,最終,將網(wǎng)絡(luò)范圍的流量狀態(tài)的隊(duì)列深度實(shí)時(shí)編碼為一系列位圖圖像。它還可以顯示在舒適區(qū)域中具有默認(rèn)INT探頭速度的最佳系統(tǒng)性能。另外,我們還為INT探測速度設(shè)置了不同背景流量的舒適區(qū)。當(dāng)INT探測速度增加時(shí),鏈路變擁擠、端到端延遲增加以及背景流量速率增加等變化均會(huì)影響系統(tǒng)性能。最后,通過測量系統(tǒng)的性能指標(biāo),我們得出了一些可以指導(dǎo)用戶如何使用網(wǎng)絡(luò)范圍的遙測來探測網(wǎng)絡(luò)的結(jié)論。此外,對(duì)于真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中的INT路徑部署,考慮到交換機(jī)緩沖區(qū)大小和背景流量速率兩種因素,我們建議將遙測粒度設(shè)置為某個(gè)遙測包發(fā)送速率的“舒適區(qū)”中。
【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】：2019
【分類號(hào)】：TP393.0

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本文編號(hào)：2715687