傳統(tǒng)緊耦合網絡的封閉性極大地限制了網絡的靈活性和擴展性,不能跟上當今互聯(lián)網+、云存儲、大數(shù)據、虛擬化技術等應用走向的步伐。在此背景下,作為一種網絡可編程、數(shù)控分離的新型網絡范式,軟件定義網絡（Software Defined Networking,SDN）應運而生。當OpenFlow交換機部署在SDN數(shù)據平面時,仍遭受著嚴重的流表查找能瓶頸。與其他學者提出的流表查找方法相比較,本文利用網絡流量局部性和流表查找特性,提出更高效的OpenFlow流表查找算法。本文的主要研究工作如下:（一）面向OpenFlow軟件交換機,本文應用啟發(fā)式策略,提出一種面向軟件交換機的OpenFlow流表高效查找算法。首先分析掩碼遍歷是導致OpenFlow虛擬流表查找性能瓶頸的關鍵因素,進而基于掩碼訪問局部性,應用啟發(fā)法自適應調整掩碼順序,以加快后續(xù)數(shù)據包的掩碼命中速度,最后,借助實際網絡流量樣本,對本文所提流表查找算法的性能進行實驗評估。實驗結果表明:本文所提算法的平均查找長度顯著小于目前主流軟件交換機中的流表查找方法,加快了 OpenFlow流表查找速度,有效提升了OpenFlow軟件交換機的數(shù)據轉發(fā)性能。... 

【文章來源】：長沙理工大學湖南省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２?ＯｐｅｎＦｌｏｗ架構原理??對于ＯｅｎＦｌｏｗ協(xié)議ｖｌ．０［４１］版，流表、全通道和ＯｅｎＦｌｏｗ是的??

流量樣本??驗選取江蘇省計算機網絡技術中心發(fā)布的兩個數(shù)據集（ＣＥＲＮＥＴ２Ｔ２０１３０１２２）?［４８］作為網絡流量樣本。上述兩個數(shù)據集是從速率為ｌＯＧ路上依照１：４的比例收集而得，分別于２０１３年９月３日和１月２２日據包數(shù)目為１５，?４２０，?２３５，其流持續(xù)時間約為１００．２秒與１０６秒。??ｅｎＦｌｏｗ流表查找性能受到流表規(guī)模的關鍵影響。本次實驗中選取傳五元組（源ＩＰ地址、目的ＩＰ地址、源端口、目的端口和協(xié)議類型）。碼設置規(guī)則如下：對掩碼數(shù)組，協(xié)議字段、源目端口均設置為通配源ＩＰ地址按地址類型設為對應的子網掩碼（Ｄ類和Ｅ類設為全１）。逐個讀取ＩＰ包，計算流標識符和掩碼，得到各個網絡流量樣本中實３．４所示。從圖３．４可以看出：從第１０秒開始，兩個數(shù)據集對應的流相對穩(wěn)定狀態(tài)，分別在１４Ｋ和１７Ｋ左右波動。??ｘ?１０４??．?—??

本文所提ＭＴＦ流表查找算法，除了執(zhí)行流表項動作，還需要將對應的掩碼動態(tài)自適應??移至掩碼鏈表的最前面。根據以上操作流程，在流表長度設置為２１２的前提下，每隔１??秒統(tǒng)計出數(shù)據包的平均流表查找長度如圖３．５所示。??２５?ｆ?１?＊?－???ＯＦＴ－ＯＶＳ???ＯＦＴ－ＭＴＦ??２０－?，??Ｉ?＞?Ｖ?／?？－?＇?／?＇?＼?，??Ｉ?Ｖ?一一Ｖ、??貧?１５「，??珥?｜?／??筆?＇??１０?－??Ｑ?＿??????———???????０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??時間（秒）??（ａ）?ＣＥＲＮＥＴ２０１３０１２２??２５－?１?１?１?１?＊?ｒ１－??丨，??ＯＦＴ－ＯＶＳ??，?�。�???ＯＦＴ－ＭＴＦ??：＼?Ａ?ｒ?｛?：、、??２０－?、Ｖｖ〇；，?：、、??ｖ?＞?＼?：、：、、、?，、、??＇廣？?？??Ｉ?＼?／ｎ／?Ｗ?＾?／＇?／??＾?１５－?／?－??＾?Ｉ?；??教?ｉ?１??ｉａ?；??？?１０－?／??Ｉ??０?????????０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??時間（秒）??（ｂ）?ＣＥＲＮＥＴ２０１３０９０３??圖３．５流表的平均查找長度??從圖３．５可以看出：ＯＶＳ流表查找算法的平均查找長度顯著高于本文所提ＭＴＦ流??表查找算法。從圖３．５（ａ）和圖３．５（ｂ）可看出

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多單元散列表與TCAM結合的OpenFlow流表查找方法[J]. 李春強,董永強,吳國新.  通信學報. 2016(10)
[2]基于傳統(tǒng)交換機實現(xiàn)OpenFlow功能[J]. 趙志勇,徐明偉,李慧勛,李琦.  小型微型計算機系統(tǒng). 2015(10)
[3]RocketTC:一個基于FPGA的高性能網絡流量分類架構[J]. 付文亮,嵩天,周舟.  計算機學報. 2014(02)
[4]基于OpenFlow的SDN技術研究[J]. 左青云,陳鳴,趙廣松,邢長友,張國敏,蔣培成.  軟件學報. 2013(05)
[5]OpenFlow軟交換機的性能測量[J]. 蔣培成,陳鳴,李兵.  重慶郵電大學學報(自然科學版). 2013(01)
[6]面向高速網絡連接記錄管理的高效哈希表[J]. 熊兵,李峰,姜臘林,陳曉蘇.  華中科技大學學報(自然科學版). 2011(02)



本文編號：3581493