傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)是基于分布式的設(shè)計(jì)思想,網(wǎng)絡(luò)中的路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般都需要具有自主學(xué)習(xí)能力,在一定程度上限制了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,而SDN網(wǎng)絡(luò)的集中控制架構(gòu)正是解決這一難題的新一代網(wǎng)絡(luò)。最近幾年神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用,可以很好的跟SDN網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,解決SDN網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問(wèn)題,使SDN網(wǎng)絡(luò)變得更加智能化。主要工作可分為以下三點(diǎn):第一,SDN網(wǎng)絡(luò)具有全局網(wǎng)絡(luò)信息的優(yōu)勢(shì),在性能監(jiān)測(cè)方面具有先天優(yōu)越性。主要針對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及鏈路狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。首先搭建了SDN網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),然后在SDN控制器中添加相應(yīng)模塊功能,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集以及存儲(chǔ)功能,最后實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路時(shí)延、鏈路吞吐量、丟包率、流表項(xiàng)等重要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的功能。第二,以性能監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)SDN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷的功能,針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易陷入極小值的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了使用遺傳算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的GA-BP算法。在此基礎(chǔ)之上,提出并實(shí)現(xiàn)了基于粗糙集約簡(jiǎn)的RS-GA-BP混合算法,先對(duì)樣本進(jìn)行約簡(jiǎn),然后再用GA-BP算法進(jìn)行訓(xùn)練和診斷,達(dá)到縮短訓(xùn)練和診斷時(shí)間目的。第三,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了性能監(jiān)測(cè)以及故障診斷的頁(yè)面顯示功能,拓展了原有的基于REST API的頁(yè)面顯示方式,添加了基于JDBC的頁(yè)面顯示功能。對(duì)性能監(jiān)測(cè)模塊和故障診斷模塊分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,性能監(jiān)測(cè)功能可以正確的在頁(yè)面中動(dòng)態(tài)顯示。GA-BP算法可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)的端口、鏈路以及流表是否丟失進(jìn)行有效診斷和定位并可以達(dá)到96%以上的正確率。RS-GA-BP算法可以有效降低故障訓(xùn)練以及診斷時(shí)間并且可以達(dá)到95%以上的診斷正確率。與其他文獻(xiàn)中算法的正確率進(jìn)行比較,驗(yàn)證了本文算法在診斷正確率方面的優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.0
【部分圖文】：

OVS1OVS4OVS2HOST1HOST6OVS5OVS971133214212OVS1118圖5-3 所需下發(fā)流表項(xiàng)的特定路徑區(qū)別其他流表項(xiàng)，設(shè)置流表項(xiàng)優(yōu)先級(jí)為 101，然后根據(jù)頁(yè)面交換機(jī)的信息對(duì)比驗(yàn)證流表下發(fā)功能的正確性。為了驗(yàn)證流表下發(fā)的正確性，light 控制器的自動(dòng)下發(fā)流表模塊，然后從源主機(jī)向目的主機(jī)發(fā)送 20M業(yè)務(wù)流，測(cè)試目的節(jié)點(diǎn)能否收到業(yè)務(wù)流，驗(yàn)證流表是否正確下發(fā)，實(shí)5-4 和 5-5 所示。中顯示由 HOST1 發(fā)往 10.0.0.6 地址也就是 HOST6 的 UDP 業(yè)務(wù)流能并且丟包率基本為 0，因此可以驗(yàn)證下發(fā)流表項(xiàng)功能有效。

圖5-5 HOST6 接收業(yè)務(wù)流結(jié)果2 網(wǎng)絡(luò)重要性能參數(shù)正確性驗(yàn)證（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_保性能監(jiān)測(cè)模塊能正確的顯示到頁(yè)面中。（二）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景及步驟實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景與上一個(gè)實(shí)驗(yàn)相同，但是需要在拓?fù)溥B接的 python 文件中設(shè)定吐量、時(shí)延以及丟包率等信息。因此為了驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)的重要性能參數(shù)的正確ython 文件中隨機(jī)設(shè)置了鏈路的帶寬、時(shí)延以及丟包率的具體值。然后根顯示結(jié)果與此設(shè)定比較，判斷正確性。下面分別驗(yàn)證鏈路吞吐量、時(shí)延和正確性。（1）鏈路吞吐量驗(yàn)證鏈路帶寬限制是在 python 中事先設(shè)定好的，不同的鏈路可以設(shè)定為不同VS1 到 OVS6 之間的鏈路作為測(cè)試鏈路。首先驗(yàn)證吞吐量監(jiān)測(cè)功能：在圖 5-2 實(shí)驗(yàn)拓?fù)渲校?python 文件中設(shè)定

第五章 SDN 網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)與故障診斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析59圖5-6 鏈路吞吐量功能驗(yàn)證驗(yàn)證帶寬限制的有效性：設(shè)置所有鏈路帶寬限速為 30Mbps。從 HOST1 用 iperf向 HOST4 發(fā)送 20Mbps 的 UDP 數(shù)據(jù)并持續(xù) 120 秒，同時(shí)從 HOST2 用 iperf 向HOST5 發(fā)送 20Mbps 的 UDP 數(shù)據(jù)并持續(xù) 240 秒。下發(fā)固定流表項(xiàng)，使兩條業(yè)務(wù)流都經(jīng)過(guò) OVS1 到 OVS6 之間的鏈路。在頁(yè)面中監(jiān)測(cè) OVS1 中端口 5 的流量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果在頁(yè)面中顯示如圖 5-7 所示。圖5-7 鏈路帶寬限制功能驗(yàn)證
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