本文關(guān)鍵詞：基于盒覆蓋的SDN路由算法研究

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【摘要】：在當(dāng)前,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正處于一個(gè)革新的時(shí)期,網(wǎng)絡(luò)的的基本架構(gòu)自從提出之后,多年來(lái)并未發(fā)生本質(zhì)改變。而另一方面互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展使得其對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求越來(lái)越高,這導(dǎo)致了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)越來(lái)越無(wú)法滿足當(dāng)前新技術(shù)對(duì)其的需求。為了滿足新的需求,SDN出現(xiàn)了,并且迅速發(fā)展,取得了眾多碩果。其核心思想是將轉(zhuǎn)發(fā)平面從數(shù)據(jù)平面分離,數(shù)據(jù)平面只需要關(guān)心報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā),控制平面則用來(lái)做出轉(zhuǎn)發(fā)的決策。這使得網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新門檻大大降低,網(wǎng)絡(luò)的配置工作就如同計(jì)算機(jī)軟件在操作系統(tǒng)上一般,可任意安裝卸載。同時(shí)也解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布式架構(gòu)的種種難題,比如配置復(fù)雜,網(wǎng)絡(luò)不可控等許多疑難雜癥。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,路由問(wèn)題一直是一個(gè)瓶頸,因?yàn)闊o(wú)法知曉網(wǎng)絡(luò)全局拓?fù)?所以只能根據(jù)局部信息采用分布式算法,這樣一來(lái)整個(gè)路由過(guò)程都是不可控的,或者說(shuō)需要非常大的代價(jià)才能控制。而在SDN中由于其有個(gè)統(tǒng)一的中心控制器,可以獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔?并且能夠控制報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)決策,使得在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的路由難題可以在SDN中輕松解決。而在SDN網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)路由算法是基于多路徑路由算法或者動(dòng)態(tài)鏈路調(diào)整算法。而本文與大多數(shù)方法不同是采用從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手的方式提出了一種基于盒覆蓋算法以及分級(jí)路由思想的改進(jìn)版的Dijkstra算法來(lái)進(jìn)行路由選擇。盒覆蓋算法最初是應(yīng)用在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中,用來(lái)研究網(wǎng)絡(luò)自相似性質(zhì)的一個(gè)方法。它是用來(lái)查找給定一個(gè)一定“尺寸”的盒子,然后用這個(gè)盒子來(lái)覆蓋網(wǎng)絡(luò),所有的盒子中的結(jié)點(diǎn)距離都不超過(guò)“尺寸”大小的,所用的最小的盒子數(shù)。這正與分級(jí)路由策略的思想不謀而合。所以可以通過(guò)盒覆蓋算法將網(wǎng)絡(luò)分解成許多小的子網(wǎng),然后在路由階段,于子網(wǎng)之間使用Dijkstra算法計(jì)算最短路徑,然后在處于最短路徑上的子網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行最短路計(jì)算,最后將這些子網(wǎng)的路徑組合得到我們所求的路由。因?yàn)槲覀冎繢ijkstra算法的時(shí)間復(fù)雜度是O(V+Elog E)。結(jié)點(diǎn)和邊的數(shù)目會(huì)直接影響了整個(gè)算法的所耗費(fèi)時(shí)間,而在真實(shí)的大型網(wǎng)絡(luò)中往往有許多的結(jié)點(diǎn)和邊,所以不可避免的會(huì)導(dǎo)致Dijkstra算法性能下降。而通過(guò)分級(jí)后,網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模都大大減小,所以路由計(jì)算的時(shí)間也會(huì)相應(yīng)的縮短。在此理論基礎(chǔ)下,本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)Demo并與Dijkstra算法對(duì)比,可以看到隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大路由的計(jì)算時(shí)間是有縮短的。之后,利用在Ryu來(lái)作為OpenFlow(SDN的一種實(shí)現(xiàn))控制器,并且實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)境下可用的盒覆蓋路由算法模塊,并在Mininet這個(gè)仿真平臺(tái)下進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)仿真并測(cè)試。效果基本上與預(yù)期相符合。
【關(guān)鍵詞】：軟件定義網(wǎng)絡(luò) 盒覆蓋 路由算法 分級(jí)路由 Ryu
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP393.02
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題的背景和意義10-12
• 1.1.1 課題背景10-11
• 1.1.2 課題研究意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 SDN路由算法的研究12
• 1.2.2 盒覆蓋問(wèn)題的研究12-13
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容13
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 SDN及路由算法的概述15-27
• 2.1 SDN概述15-19
• 2.1.1 SDN15-16
• 2.1.2 OpenFlow16-19
• 2.1.2.1 OpenFlow簡(jiǎn)介16-17
• 2.1.2.2 轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備17-18
• 2.1.2.3 OpenFlow控制器18-19
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)路由19-25
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)路由概述19-20
• 2.2.2 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)路由算法20-25
• 2.2.2.1 距離向量路由算法21-23
• 2.2.2.2 鏈路狀態(tài)路由算法23
• 2.2.2.3 分級(jí)路由選擇算法23-24
• 2.2.2.4 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中存在的缺陷24-25
• 2.3 基于SDN的路由算法25-26
• 2.3.1 SDN在路由算法中的優(yōu)勢(shì)25
• 2.3.2 一些SDN中的路由算法25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 盒覆蓋算法27-33
• 3.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)概述27
• 3.2 盒覆蓋算法的概述27-28
• 3.3 盒覆蓋算法28-31
• 3.3.1 貪心著色算法28-29
• 3.3.2 壓縮盒子燃燒算法29-30
• 3.3.3 最大排除團(tuán)燃燒算法30-31
• 3.3.4 其他盒覆蓋算法31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 第4章 算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)33-39
• 4.1 算法思想33
• 4.2 算法描述33-37
• 4.3 算法的分析37-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 第5章 算法仿真與分析39-46
• 5.1 仿真平臺(tái)搭建39-41
• 5.2 代碼實(shí)現(xiàn)與部署41-43
• 5.3 測(cè)試與分析43-45
• 5.4 本章小結(jié)45-46
• 第6章 總結(jié)與展望46-48
• 6.1 工作總結(jié)46-47
• 6.2 未來(lái)工作展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 致謝52

【相似文獻(xiàn)】

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