本文關(guān)鍵詞：分布式控制器應(yīng)用狀態(tài)切片的在線遷移研究

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【摘要】：網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的多樣化使傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得日趨復(fù)雜,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也因承載的功能不斷擴(kuò)展而變得臃腫不堪,同時(shí)也增加了網(wǎng)管人員對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理難度。軟件定義網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面耦合的思想,通過解耦將控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面進(jìn)行分離,轉(zhuǎn)發(fā)平面只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)而轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則由控制平面控制。實(shí)現(xiàn)了底層物理設(shè)備對(duì)上層應(yīng)用的透明化,簡化了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的管理問題。在大型的、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心中,部署SDN單節(jié)點(diǎn)控制器并基于全網(wǎng)視圖的狀態(tài)下采用最佳的轉(zhuǎn)發(fā)決策是實(shí)現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)管理的有效方法。相較于單節(jié)點(diǎn)控制器容易產(chǎn)生故障、出現(xiàn)負(fù)載不均的問題,“邏輯上集中物理上分散”的分布式控制器通過動(dòng)態(tài)擴(kuò)展轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)可以很好的解決單節(jié)點(diǎn)控制器的缺點(diǎn)和不足。但也帶來了新的問題,分布式控制器架構(gòu)多數(shù)依賴于分布式存儲(chǔ),這將會(huì)造成過高的規(guī)則轉(zhuǎn)發(fā)延遲;過度的控制器資源配置用來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)突發(fā)的峰值,會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)同時(shí)也增加了部署成本。一些將應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行切片的研究方法的提出雖然解決了資源浪費(fèi)的問題,但尚未針對(duì)分布式控制器的靈活調(diào)整進(jìn)行完整的研究。本文完成了應(yīng)用狀態(tài)切片的在線遷移研究和設(shè)計(jì),以應(yīng)用狀態(tài)切片遷移為核心、結(jié)合控制器實(shí)例管理和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備遷移實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用服務(wù)的在線遷移。這相較于同類工作有兩大好處,既能減少應(yīng)用在整個(gè)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)開銷又能讓應(yīng)用在控制器實(shí)例動(dòng)態(tài)調(diào)整過程中順利運(yùn)行。具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)包括:(1)對(duì)分布式控制器的控制器實(shí)例的負(fù)載狀況監(jiān)控并分析,根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值來決定動(dòng)態(tài)的增加或減少控制器實(shí)例的數(shù)量;(2)設(shè)計(jì)遷移交換機(jī)和應(yīng)用狀態(tài)切片的相關(guān)傳輸協(xié)議,在整個(gè)遷移過程時(shí)采用本文設(shè)計(jì)的遷移策略、遷移協(xié)議和控制器信令發(fā)送協(xié)議來協(xié)同完成,為了保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行整個(gè)遷移過程對(duì)于頂部應(yīng)用層和用戶是透明的;(3)將上述工作設(shè)計(jì)成SDN分布式控制器應(yīng)用狀態(tài)切片遷移算法,該算法能夠在分布式控制器中完成控制器實(shí)例、轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備和應(yīng)用狀態(tài)切片的同步調(diào)整,算法能夠通用于分層式控制器和協(xié)作式控制器以提高這些控制器的工作效率。最后,本文對(duì)所提出的工作進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該架構(gòu)很好地解決了SDN分布式控制器動(dòng)態(tài)遷移過程中負(fù)載均衡的問題,降低了系統(tǒng)開銷和網(wǎng)絡(luò)延遲。
【關(guān)鍵詞】：軟件定義網(wǎng)絡(luò) OpenFlow 分布式控制器 應(yīng)用狀態(tài)切片遷移 交換機(jī)遷移
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP393.05
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景和意義10-12
• 1.2 相關(guān)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要工作14-15
• 1.4 本文主要結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 相關(guān)理論和技術(shù)介紹16-27
• 2.1 SDN與OpenFlow協(xié)議概述16-20
• 2.1.1 SDN概述16-18
• 2.1.2 OpenFlow協(xié)議18-20
• 2.2 分布式控制模型20-21
• 2.3 基于OpenFlow轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備遷移策略21-24
• 2.4 應(yīng)用狀態(tài)切片24-27
• 第3章 應(yīng)用狀態(tài)切片遷移架構(gòu)27-46
• 3.1 ASPM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)27-28
• 3.2 ASPM工作流程28-29
• 3.3 ASPM模塊詳解29-43
• 3.3.1 系統(tǒng)監(jiān)控模塊29-30
• 3.3.2 遷移決策模塊30-36
• 3.3.3 交換機(jī)遷移模塊36-41
• 3.3.4 ASPM遷移模塊41-43
• 3.4 ASPM算法設(shè)計(jì)43-46
• 3.4.1 算法描述43-44
• 3.4.2 算法偽代碼44-46
• 第4章 實(shí)驗(yàn)及性能分析46-55
• 4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹46-47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)場景47
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方案及驗(yàn)證結(jié)果47-53
• 4.3.1 控制器實(shí)例負(fù)載過高48-51
• 4.3.2 控制器實(shí)例負(fù)載過低51-53
• 4.4 遷移協(xié)議對(duì)比53-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 總結(jié)55-56
• 5.2 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果60-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 鄭W氼，

本文編號(hào)：891460