在當前的大數(shù)據(jù)時代,各個領域每分每秒都在產(chǎn)生大量的信息,這些數(shù)據(jù)需要及時地通過網(wǎng)絡傳輸?shù)街付〝?shù)據(jù)中心進行分析,隨著數(shù)據(jù)量的增加和不斷提高的服務質量（Quality of Service,Qo S）要求,傳統(tǒng)網(wǎng)絡盡力而為的數(shù)據(jù)傳輸方式已經(jīng)不能滿足用戶需求,在軟件定義網(wǎng)絡（Software Defined Networking,SDN）的高速發(fā)展下,具有帶寬預留功能的高性能網(wǎng)絡（High-Performance Network,HPN）逐漸被認可。本文主要研究高性能網(wǎng)絡下對于一批提前預留請求的帶寬調度問題以及提前預留請求和實時預留請求的聯(lián)合調度問題,分別以成功率和用戶滿意度作為服務質量指標,證明問題的NP完全性并分別設計啟發(fā)式算法,進行大量仿真實驗。研究內容主要包括以下三個方面:（1）對于一批提前預留請求的帶寬調度問題,證明了問題是NP完全問題,并且為了平衡帶寬資源使用以傳輸更多的用戶請求,優(yōu)先使用帶寬資源最大的時隙,據(jù)此設計啟發(fā)式算法,進一步提高總成功率。（2）對于提前預留請求和實時預留請求的聯(lián)合調度問題,證明問題是NP完全問題,并設計啟發(fā)式算法。問題涉及兩種請求類型,提前預留請求和實時... 

【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

SDN基本結構

外，Mininet仿真工具已經(jīng)被廣泛用于構建虛擬網(wǎng)絡拓撲[49,50]，基于Mininet仿真工具，研究人員可使用OpenvSwitch[51]的虛擬實例模擬虛擬網(wǎng)絡拓撲中的每個交換機，然后選擇OpenDaylight[52]作為OpenFlow控制器，OpenDaylight是一個基于Java的模塊化開放平臺，用于自定義任意規(guī)模的網(wǎng)絡。由于在Mininet仿真過程中，引入調度過程產(chǎn)生的開銷與調度算法的運行時間相比微不足道[53]，所以研究人員可在基于Mininet系統(tǒng)的仿真SDN測試平臺上進行驗證實驗，確定算法性能優(yōu)劣。2.1.2高性能網(wǎng)絡的基本框架高性能網(wǎng)絡的基本框架如圖2所示。數(shù)據(jù)中心間通過高性能網(wǎng)絡連接，網(wǎng)絡包括控制平面和數(shù)據(jù)平面，控制平面的帶寬調度器接受源端數(shù)據(jù)中心的用戶請求，并基于全局網(wǎng)絡視圖（GNV）計算路徑，通過OpenFlow協(xié)議管理流表并發(fā)送到轉發(fā)平面的交換機（支持OpenFlow協(xié)議），交換機分析流表信息實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉發(fā)，最終傳輸?shù)侥繕藬?shù)據(jù)中心�？刂破矫鎺捳{度器源端數(shù)據(jù)中心目標數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)平面圖2高性能網(wǎng)絡基本框架數(shù)據(jù)平面包括交換機、路由器、邊緣電路等所有基礎設備。UltraScienceNet[14]是一個廣域實驗網(wǎng)絡測試平臺，用于支持下一代計算科學應用程序所需的聯(lián)網(wǎng)功能的

第二章高性能網(wǎng)絡概述和帶寬調度的介紹和分析11開發(fā)，提供用于大型數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶Ｓ酶邘捦ǖ�，以及用于精細控制操作的高分辨率、高精度通道，該網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)平面連接橡樹嶺、亞特蘭大、芝加哥、西雅圖和森尼韋爾。高性能網(wǎng)絡的最大特點是可對帶寬資源進行合理預留和分配，相比接收命令并傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)平面，控制平面才是高性能網(wǎng)絡的核心，它的基本框架如圖3所示[7]�？蛻舳私涌谔砑�/刪除/修改發(fā)出/回收帶寬預留請求用戶管理令牌管理服務器前端帶寬調度器信令守護進程用戶登錄身份驗證帶寬請求令牌認證數(shù)據(jù)庫管理網(wǎng)絡拓撲結構/設備連接信息鏈路帶寬預留數(shù)據(jù)待處理/活動/過期的信令文件用戶信息令牌信息控制流數(shù)據(jù)流圖3高性能網(wǎng)絡控制平面的基本框架這些組件之間的交互發(fā)生在數(shù)據(jù)平面或控制平面上，以完成用戶提出的帶寬預留、路徑尋找和設備信令的任務�？刂破矫娴牟僮骺梢杂芍醒牍芾砉�(jié)點或分布在網(wǎng)絡上的一組節(jié)點協(xié)調。用戶可以使用基于SOAP（SimpleObjectAccessProtocol）的XML消息交換，通過Web瀏覽器或Web服務客戶端與系統(tǒng)進行遠程交互。但無論選擇何種方式，每個用戶都必須具有有效的用戶證書、帳戶和密碼才能登錄控制平面系統(tǒng)。用戶密碼通過單向哈希函數(shù)進行加密，并且僅存儲加密的密碼，服務器前端可以部署Web服務器或Web服務，以接受來自具有有效憑據(jù)的用戶的帶寬預留請求。其中，用戶管理模塊支持具有管理特權的特殊用戶組，以增加、刪除、顯示或修改用戶信息。用戶之間通過它們在網(wǎng)絡基礎結構的邊緣，或核心交換機上分配的端口進行連接。由于連接通常涉及分配給不同用戶端口的情況，因此基于令牌的方案被用于授權和信道設置的協(xié)調工作。創(chuàng)建用戶帳戶后，會將一個用戶分配給一個或多個用戶組，每個

【參考文獻】：
博士論文
[1]高性能網(wǎng)絡中面向大數(shù)據(jù)傳輸QoS的帶寬調度研究[D]. 侯愛琴.西北大學 2018

碩士論文
[1]高性能網(wǎng)絡中多優(yōu)先級請求的靈活多路徑帶寬調度算法研究[D]. 張曉陽.西北大學 2019



本文編號：3525664