近年來,隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,各種新型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相繼出現(xiàn),同時(shí)計(jì)算能力和應(yīng)用程序逐漸向云遷移,網(wǎng)絡(luò)需要處理的流量也日益增加。在這種情況下,如何最大化地利用網(wǎng)絡(luò)資源是當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)亟需解決的問題。基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)的集群式控制方式能夠有效的提升資源利用率,同時(shí)不需要更換底層的硬件設(shè)備。但是面對(duì)龐大的信息數(shù)量,傳統(tǒng)的SDN控制器容易發(fā)生過載,導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)載不均衡。為了解決上述問題,本文基于多控制器平面提出了兩種動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法:基于系統(tǒng)平均化的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)算法DAA,以及基于非合作博弈的分布式負(fù)載均衡算法DGA。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小,網(wǎng)絡(luò)流量不大的情況下,DAA算法根據(jù)系統(tǒng)平均化原則,處于空閑狀態(tài)的控制器優(yōu)先分配更多的負(fù)載,以此解決多控制器之間負(fù)載不均衡的問題。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大,網(wǎng)絡(luò)流量較大的情況下,提出DGA了算法。該算法將交換機(jī)遷移過程轉(zhuǎn)化為空閑控制器競(jìng)爭(zhēng)過載控制器下交換機(jī)的主控制器角色的博弈過程,把網(wǎng)絡(luò)利用率最大化問題轉(zhuǎn)化為了博弈者的收益最大化問題。并且把參與同一博弈活動(dòng)的區(qū)域稱為博弈域(Game-Playing Filed,GF)。GF使并行的網(wǎng)絡(luò)博弈可以分離為不同的單獨(dú)博弈,充分利用了每個(gè)控制器的資源。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)表明,DAA與DGA算法都能夠達(dá)到一定的負(fù)載均衡效果,實(shí)現(xiàn)對(duì)控制平面的充分利用。DAA在規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)中能夠有效地提高控制器集群的資源利用率,與靜態(tài)配置控制器相比有著更高的吞吐量以及更低的響應(yīng)時(shí)間。DGA算法在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的情況下能夠有效的減少高負(fù)荷控制器的負(fù)載,并且與DCP配置方法相比,控制器響應(yīng)時(shí)間降低了百分之五十。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.02
【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
    1.1 研究背景與研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第2章 SDN相關(guān)概念與關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 SDN簡(jiǎn)介
        2.1.1 SDN架構(gòu)
        2.1.2 SDN特征
        2.1.3 OpenFlow交換機(jī)
        2.1.4 SDN控制器
    2.2 OpenFlow協(xié)議
        2.2.1 OpenFlow協(xié)議介紹
        2.2.2 OpenFlow流表
        2.2.3 OpenFlow消息類型
    2.3 負(fù)載均衡技術(shù)
        2.3.1 傳統(tǒng)負(fù)載均衡技術(shù)
        2.3.2 SDN負(fù)載均衡技術(shù)
        2.3.3 多控制器控制平面分析
        2.3.4 負(fù)載均衡關(guān)鍵問題
    2.4 算法分類
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于系統(tǒng)平均化的負(fù)載均衡算法研究
    3.1 引言
    3.2 算法設(shè)計(jì)
        3.2.1 負(fù)載定義
        3.2.2 控制器狀態(tài)判定
        3.2.3 交換機(jī)遷移選擇
        3.2.4 目標(biāo)控制器選擇
        3.2.5 動(dòng)態(tài)自適應(yīng)算法
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.1 仿真環(huán)境設(shè)置
        3.3.2 系統(tǒng)吞吐量
        3.3.3 響應(yīng)時(shí)延
        3.3.4 遷移時(shí)延
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于非合作博弈的負(fù)載均衡算法研究
    4.0 引言
    4.1 負(fù)載均衡算法策略
        4.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        4.1.2 問題建模
        4.1.3 博弈模型應(yīng)用
    4.2 博弈論負(fù)載均衡算法
        4.2.1 算法步驟
    4.3 仿真實(shí)驗(yàn)與性能分析
        4.3.1 仿真環(huán)境設(shè)置
        4.3.2 平均流設(shè)置時(shí)間
        4.3.3 決策與遷移時(shí)間
        4.3.4 利用度的變化
        4.3.5 控制器負(fù)載平衡
        4.3.6 控制器響應(yīng)時(shí)延
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2858168