【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和人們?nèi)找尕S富的需求,網(wǎng)絡(luò)電視、網(wǎng)絡(luò)商務(wù)會(huì)議、視頻聊天、視頻監(jiān)控、3D虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)等流媒體應(yīng)用技術(shù)漸漸運(yùn)用到了大家的日常生活中。但這也使得互聯(lián)網(wǎng)中IP流量的需求大量增多,伴隨著互聯(lián)網(wǎng)資源大量損耗而引發(fā)了網(wǎng)絡(luò)擁塞、傳輸時(shí)延增大等網(wǎng)絡(luò)性能問(wèn)題。這也降低了流媒體業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS),導(dǎo)致用戶體驗(yàn)變差。所以目前急需探索一種新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)或者算法來(lái)適應(yīng)大量流媒體業(yè)務(wù)流的傳輸。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Networking,SDN),是由 Emulex提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)。在SDN網(wǎng)絡(luò)中,創(chuàng)造者將控制層和數(shù)據(jù)層(即邏輯層和設(shè)備層)進(jìn)行分離。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的邏輯集中控制和管理由SDN控制器完成。與傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)對(duì)比,集中控制管理使得程序員可以按自己的想法開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)各種各樣的網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù),使得一切都變得更為簡(jiǎn)單便利。所有基于SDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)流媒體流傳輸?shù)膯?wèn)題進(jìn)行研究是具有重大意義的。為了確保流媒體應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源利用率,筆者還需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行改良,其中包括時(shí)延、帶寬利用率和丟包率等。而分析網(wǎng)絡(luò)相關(guān)性能一向都是難解的問(wèn)題,尤其是端對(duì)端的性能分析。網(wǎng)絡(luò)演算(Network Calculus,NC)剛好能夠?qū)崿F(xiàn)端到端最大時(shí)延和有效帶寬等的推導(dǎo)。同時(shí)筆者利用網(wǎng)絡(luò)演算進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建模和性能分析。本論文第一部分工作重點(diǎn)研究了基于網(wǎng)絡(luò)演算的流媒體流性能分析建模。其中兩個(gè)最核心的分析工具:到達(dá)曲線和服務(wù)曲線。利用這兩個(gè)核心工具求解了特定流媒體業(yè)務(wù)流的最大時(shí)延、最大帶寬和節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū),并對(duì)這些相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,使其成為一個(gè)綜合權(quán)值W。利用此權(quán)值W提出一種SDN環(huán)境下基于網(wǎng)絡(luò)演算的流媒體QoS路由算法(Streaming media QoS routing based on network calculus,SMNC)。本文第二部分工作是在Floodlight控制器基礎(chǔ)上搭建QoS路由系統(tǒng),其中包括了算法功能模塊、轉(zhuǎn)發(fā)模塊和測(cè)量模塊。其中算法功能模塊中嵌入了 SMNC算法。最后,本文進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)了 SMNC算法在SDN環(huán)境下對(duì)流媒體流的傳輸起到低時(shí)延、高帶寬利用率的效果。
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP393.02
【圖文】：

３．邋２基于網(wǎng)絡(luò)演算的性能模型逡逑假設(shè)一個(gè)被到達(dá)曲線７邋－邋＊５７奴７邋（凡ａ邋ｒ，所限的流媒體流經(jīng)過(guò)系統(tǒng)■？（如逡逑圖３－１所示），系統(tǒng)ｓ的服務(wù)曲線保證延遲速率函數(shù)。若／？邋２邋ｒ，即服務(wù)逡逑速率大于等于業(yè)務(wù)流的平均速率。從圖３－１中可以看到《和０垂直方向的最大距逡逑離。根據(jù)式（３－１１）可得積壓上界為逡逑＝邋ｍａｘ邋［ａ邋（７），邋ａ邋（５）－邋＾（５）］邐（３－１３）逡逑其中５＝＾＾。同理圖３－１中，由于線形特征，線段Ａ４’、線段泌’相等逡逑Ｐ邋－邋ｒ逡逑且都為水平方向的最大距離。因此時(shí)延上界／？＿為逡逑Ｄ邋＝邋ｍａｘ（——邋＋邋Ｔ邋－邋ｓ，邋—邋＋邋Ｔ）邐（３－１４）逡逑ｍａｘ邐Ｒ邐Ｒ逡逑通過(guò)最小加代數(shù)計(jì)算，可以得到流媒體流需要的緩沖區(qū)大小為：逡逑（ｂ邋－邋Ｍ邐丫「／邐、＋邐１逡逑Ｂ＾＝ｂ＋邐Ｔ邋［ｐ－Ｒ）邋－ｐ邋＋邋ｒ邐（３－１５）逡逑＼Ｐ邋￣ｒ邋Ｊ邋１邐」逡逑流媒體的時(shí)延上界為：逡逑（ｂ－Ｍ）（ｐ－Ｒ）＋逡逑Ｍ邋＋邐－ｎ—邋邋邐邋（３－１６）逡逑ｍａｘ邐ｒ逡逑需要的有效帶寬是分別在ｒ、圖３－１中線段ＱＡ和ＱＢ的斜率中取最大值，逡逑表示為：逡逑Ｅ0邋＝邋ｍａｘ＜邋—邋，ｒ，ｐ邋＾邋￣邐（３－１７）逡逑、邐Ｖ邐），逡逑其中Ｃ為質(zhì)量保證的最大時(shí)延。？＋表示函數(shù)ｍａｘ邋■［0

ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)中，有各＃各樣的數(shù)據(jù)包應(yīng)用經(jīng)過(guò)ＳＤＮ路交換機(jī)，他們形成了多個(gè)隊(duì)逡逑列。通過(guò)對(duì)控制器的編程來(lái)下發(fā)流表，使得這些隊(duì)列進(jìn)行合理調(diào)度，以便實(shí)現(xiàn)不逡逑同類型流量的轉(zhuǎn)發(fā)。其中具體實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景如圖４－１所示。為了滿足不同的性能要求，逡逑我們對(duì)數(shù)據(jù)流做了區(qū)分，將數(shù)據(jù)流分為了流媒體流和其他流。流媒體業(yè)務(wù)流流優(yōu)逡逑先級(jí)高于其他業(yè)務(wù)流，而同一類型的業(yè)務(wù)流采取公平排隊(duì)原則。就此在傳輸排隊(duì)逡逑上，我們提出了一種集合優(yōu)先級(jí)的混合調(diào)度模型。該模型如圖４－２所示。逡逑ＳＤＮ邋Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ逡逑Ｓ２邐Ｈ５逡逑ＨＩ逡逑圖４－１邋ＳＤＮ交換機(jī)流表調(diào)度場(chǎng)景圖逡逑２１逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 張朝昆;崔勇;唐

本文編號(hào)：2717680