本文關(guān)鍵詞：面向用戶訂制服務(wù)的SDN組網(wǎng)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：訂制化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對滿足用戶個性化需求具有重要意義。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,運(yùn)營商提供了多種面向用戶的訂制服務(wù),從專線模式,再到精細(xì)化管控的智能管道。但是這種增量式(incremental evolution)的技術(shù)發(fā)展卻因?yàn)閭鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)性問題仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足用戶需求。與此同時,網(wǎng)絡(luò)變得日益臃腫,反過來會進(jìn)一步阻礙這種增量式的發(fā)展。因此,需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行變革式(clean-slate revolution)的研究,通過以SDN為代表的未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決相關(guān)問題。 軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-Defined Networking,簡稱SDN)是未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域最熱門的技術(shù)之一,它力圖通過重新定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來從根本上解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中存在的諸多問題。開放的南向接口、網(wǎng)絡(luò)可編程等特性對于實(shí)驗(yàn)研究和商業(yè)應(yīng)用都有著很強(qiáng)的吸引力。 在SDN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)用戶訂制服務(wù)可以分解為三個階段。首先,用戶可以基于SDN網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用層將自己的個性化需求反饋到SDN網(wǎng)絡(luò)的控制層；其次,控制層將這些需求轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)語義,進(jìn)而形成策略,再將這些策略以指令的形式下發(fā)到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層；最終,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備將按照這些指令為用戶提供按需的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。本論文的主要研究工作可以概括為“1-1-4”,即一種組網(wǎng)模型R-SDN、 R-SI)N下的一種端到端的路由算法,以及實(shí)現(xiàn)基于SDN網(wǎng)絡(luò)的流量調(diào)度機(jī)制,包含兩大類流量調(diào)度策略共計(jì)四種算法。 (1)本論文提出了一種基于遞歸式的SDN組網(wǎng)模型—--R-SDN,它可以作為滿足不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模需求的一種解決方案。R-SDN借助網(wǎng)絡(luò)虛擬化的思想,對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行層層抽象,抽象出不同網(wǎng)絡(luò)層次之中的邏輯交換機(jī),并可進(jìn)一步分為根交換機(jī)、父交換機(jī)和子交換機(jī)。不同的網(wǎng)絡(luò)層次之間遵循著一種基于Fibonacci的遞歸關(guān)系,基本控制邏輯由分離和聚合函數(shù)實(shí)現(xiàn)。R-SDN可以產(chǎn)生以下兩方面的效果：其一,該組網(wǎng)模型具備良好的擴(kuò)展性；其二,Fibonacci數(shù)列所表現(xiàn)出的生成樹特性有助于消除不同網(wǎng)絡(luò)層次間的環(huán)路,減少廣播風(fēng)暴。 (2)結(jié)合R-SDN組網(wǎng)模型特點(diǎn),提出了一種基于Fibonacci堆的Dijkstra路由算法。然后從時間復(fù)雜度的角度,將該算法與簡單Dijkstra算法、基于二項(xiàng)堆的Dijkstra算法進(jìn)行了定性分析與對比,并通過matlab仿真觀察三種算法隨著特定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)模變化所產(chǎn)生的計(jì)算時間開銷曲線,R-SDN下的路由算法可以在全互聯(lián)和一種非全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲挟a(chǎn)生最小的時間開銷。 (3)在SDN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了基于集群的流量調(diào)度機(jī)制,包含兩大類調(diào)度策略共四種算法：輪詢、基于權(quán)重的輪詢、基于源IP和目的IP的哈希計(jì)算。SDN控制器為用戶提供了選擇調(diào)度策略的入口,將相應(yīng)指令下發(fā)到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層的調(diào)度器上,而調(diào)度器則會據(jù)此執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)按需的流量調(diào)度策略。上述研究將產(chǎn)生兩方面的效果：其一,網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)用戶需求動態(tài)地調(diào)整流量調(diào)度策略；其二,靈活的流量調(diào)度機(jī)制增加了SDN網(wǎng)絡(luò)的高可用性。 本論文相關(guān)研究成果已在WPMC和ICT國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表。
【關(guān)鍵詞】：用戶訂制服務(wù) SDN 組網(wǎng)模型 Fibonacci堆 流量調(diào)度策略 集群
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.06
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 論文主要研究工作和研究成果12-13
• 1.3 論文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 面向用戶訂制服務(wù)的SDN關(guān)鍵技術(shù)15-29
• 2.1 SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)15-18
• 2.1.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層15-17
• 2.1.2 控制層17-18
• 2.1.3 應(yīng)用層18
• 2.2 面向用戶訂制服務(wù)的支撐技術(shù)18-21
• 2.2.1 SDN訂制應(yīng)用19-20
• 2.2.2 資源管理平臺20
• 2.2.3 創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)20-21
• 2.3 SDN組網(wǎng)相關(guān)技術(shù)21-24
• 2.3.1 SDN組網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)虛擬化21-23
• 2.3.2 SDN組網(wǎng)與云計(jì)算23
• 2.3.3 控制器之間協(xié)同組網(wǎng)23-24
• 2.4 面向用戶訂制服務(wù)的SDN組網(wǎng)相關(guān)研究與應(yīng)用案例24-26
• 2.4.1 數(shù)據(jù)中心訂制網(wǎng)絡(luò)：Google B424-26
• 2.4.2 家庭訂制網(wǎng)絡(luò)26
• 2.5 本章小結(jié)26-29
• 第三章 面向用戶訂制服務(wù)的SDN組網(wǎng)模型研究29-47
• 3.1 用戶訂制服務(wù)模型29-30
• 3.2 R-SDN組網(wǎng)模型設(shè)計(jì)30-35
• 3.2.1 根交換機(jī)30-31
• 3.2.2 父/子交換機(jī)及通信機(jī)制31-33
• 3.2.3 基于Fibonacci的遞歸式組網(wǎng)結(jié)構(gòu)33-35
• 3.2.4 控制器與邊緣節(jié)點(diǎn)35
• 3.3 R-SDN下端到端的路由算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)35-45
• 3.3.1 基于Fibonacci堆的Dijkstra算法36-40
• 3.3.2 算法時間復(fù)雜度分析40-41
• 3.3.3 算法仿真實(shí)驗(yàn)與分析41-45
• 3.4 R-SDN特點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)依據(jù)45
• 3.4.1 R-SDN特點(diǎn)分析45
• 3.4.2 R-SDN的現(xiàn)實(shí)依據(jù)45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第四章 面向用戶訂制服務(wù)的SDN網(wǎng)絡(luò)流量調(diào)度研究47-71
• 4.1 流量調(diào)度需求分析47
• 4.2 基于集群的SDN網(wǎng)絡(luò)流量調(diào)度機(jī)制47-54
• 4.2.1 調(diào)度器48-50
• 4.2.2 控制器50-52
• 4.2.3 交換網(wǎng)絡(luò)52
• 4.2.4 流量調(diào)度過程分析52-54
• 4.3 訂制流量調(diào)度策略54-58
• 4.3.1 輪詢策略54-55
• 4.3.2 基于權(quán)重的輪詢策略55-56
• 4.3.3 基于源IP的哈希策略56-58
• 4.3.4 基于目的IP的哈希策略58
• 4.4 流量調(diào)度仿真實(shí)驗(yàn)58-69
• 4.4.1 虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺58-63
• 4.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)63-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 第五章 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 研究工作總結(jié)71-72
• 5.2 未來展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-74

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本文編號：496014