隨著計算機網(wǎng)絡的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)變得越來越復雜,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡將迎來拓撲發(fā)現(xiàn)、路由規(guī)劃、負載均衡等多方面的挑戰(zhàn)。軟件定義網(wǎng)絡(Software-Defined Networking,SDN)作為新一代網(wǎng)絡架構,其集中控制的網(wǎng)絡管理方式與可編程的特性為解決網(wǎng)絡流量增長造成的路徑擁塞問題提供了良好的方法。因此,本文基于SDN技術來研究網(wǎng)絡負載均衡的路由算法與策略,以達到網(wǎng)絡流量合理分配與傳輸?shù)哪康�。針對SDN工作的不同階段,本文在拓撲發(fā)現(xiàn)階段通過改進的拓撲發(fā)現(xiàn)機制降低控制器負載;在路由規(guī)劃階段使用高效的動態(tài)鏈路負載均衡路由算法解決網(wǎng)絡擁塞問題,并通過對重路由流量變化量的計算尋找最佳路徑分配方案;在流表下發(fā)階段依據(jù)優(yōu)先級約束的流表更新策略避免網(wǎng)絡流量在重路由過程的傳輸中斷。本文首先介紹了課題的研究背景與意義、國內外研究現(xiàn)狀以及研究內容。其次,對論文涉及的體系架構與相關技術作了簡要的概述。然后,對目前主流的SDN控制器平臺實現(xiàn)拓撲發(fā)現(xiàn)的成本和開銷進行評估,提出一種基于鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議的改進拓撲發(fā)現(xiàn)機制。該機制通過減少控制器發(fā)送和處理的消息數(shù)來降低控制器負載,實驗結果表明改進的拓撲發(fā)現(xiàn)機制大大提高了拓撲發(fā)現(xiàn)的性能。接下來,提出一種動態(tài)鏈路負載均衡路由算法。在路徑初始化階段,該算法預先計算交換機之間所有可能的路徑并根據(jù)鏈路剩余帶寬選擇初始化路徑;在動態(tài)路徑優(yōu)化階段,此算法周期性地檢查網(wǎng)絡的負載均衡狀態(tài),一旦檢測到負載不均衡則通過多鏈路子算法為覆蓋剩余帶寬最少鏈路集合的數(shù)據(jù)流的路徑進行重路由,若負載仍不均衡則調用單鏈路子算法為覆蓋剩余帶寬最少鏈路的數(shù)據(jù)流的子路徑進行重路由。實驗結果表明,所提出的路由算法相較于目前的LABERIO算法,能夠獲得更高的鏈路平均帶寬利用率和數(shù)據(jù)流平均吞吐量。同時,提出一種優(yōu)先級約束的流表更新策略。該策略確保在重路由過程中流表項以正確的次序更新,有效避免了數(shù)據(jù)流傳輸中斷的問題。最后,在線性規(guī)劃單純形算法中實現(xiàn)求解多重最優(yōu)解的可能,并提出一種重路由流量變化量計算方法。該方法通過累加網(wǎng)絡中各個數(shù)據(jù)流需求的變化量求得總流量變化量,以此在多重最優(yōu)解中尋找流量變化最小的最優(yōu)解,從而減少重路由過程數(shù)據(jù)包次序錯亂問題的發(fā)生。
【學位單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.0

【參考文獻】

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本文編號：2820463