發(fā)布時間：2017-09-21 15:11

  本文關鍵詞：SDN網(wǎng)絡中資源預留系統(tǒng)的設計

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【摘要】：隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展,網(wǎng)絡承載的業(yè)務種類越來越多,數(shù)量也越來越大。同時,用戶對業(yè)務的要求也有所提高,這使得管控能力逐漸減弱,網(wǎng)絡問題逐漸增多,難以保障各類業(yè)務的服務質(zhì)量(QoS)。所以,改進現(xiàn)有的網(wǎng)絡體系架構,提出新型的適應網(wǎng)絡發(fā)展的架構成為當前重要的課題。SDN(Software Defined Network)是由美國斯坦福大學提出的新型網(wǎng)絡架構,其主要思想是將網(wǎng)絡的控制層面與轉(zhuǎn)發(fā)平面分離開來。在這種架構的基礎上,本文設計并實現(xiàn)了資源預留系統(tǒng),該系統(tǒng)可以為業(yè)務流提前預留帶寬,保證有帶寬需求的業(yè)務可以分配到足夠的帶寬。同時,本文提出了帶寬預留的蟻群算法(Ant Colony Optimization of Bandwidth Reservation,BRACO),該系統(tǒng)以BRACO作為路由算法為數(shù)據(jù)流計算路徑,得到的路徑可以滿足一定的時延和丟包率的要求。首先,本文介紹了SDN的研究背景和基本架構,接著講述了OpenFlow技術包括OpenFlow交換機和OpenFlow協(xié)議以及Floodlight控制器。然后,本文提出了BRACO算法。由于傳統(tǒng)的蟻群算法沒有考慮到帶寬、時延等QoS要求,所以本文在其基礎上進行了四點改進:根據(jù)業(yè)務的帶寬需求,把不滿足條件的鏈路從網(wǎng)絡拓撲中刪除,建立新的網(wǎng)絡拓撲;對螞蟻尋路結束的條件進行改進;對路徑目標函數(shù)和優(yōu)化函數(shù)進行了相應的修改,并增加了路徑交叉度這個新的函數(shù);增加了變量r,可以根據(jù)r的取值,計算一條或者多條路徑。接著,本文設計了資源預留系統(tǒng),該系統(tǒng)主要功能模塊為測量模塊、路由計算模塊和路由配置模塊。測量模塊周期性地測量鏈路利用率、時延和丟包率,并將這些網(wǎng)絡狀態(tài)更新到列表中;路由計算模塊從列表中獲取信息,并根據(jù)BRACO算法為數(shù)據(jù)流計算滿足QoS要求的路由;路由配置模塊接收路由計算模塊的路由,并對該路由上的交換機進行配置。配置的過程就是預留資源的過程,本文通過配置交換機端口的發(fā)送速率來進行帶寬的預留。最后,本文以Floodlight為控制器,以Open vSwitch為交換機搭建了仿真網(wǎng)絡,對該系統(tǒng)的功能進行了測試和驗證。
【關鍵詞】：資源預留 蟻群算法 OpenFlow SDN
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.02;TP18
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的主要內(nèi)容13
• 1.4 本文的組織結構13-15
• 第二章 SDN和OpenFlow協(xié)議簡介15-26
• 2.1 SDN定義與體系架構15-16
• 2.2 控制器16-20
• 2.2.1 Floodlight控制器16-20
• 2.2.2 SDN控制層與應用層間API20
• 2.3 OpenFlow技術20-25
• 2.3.1 OpenFlow交換機20-23
• 2.3.2 OpenFlow協(xié)議23-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 帶寬預留的蟻群算法26-34
• 3.1 傳統(tǒng)的蟻群算法及局限性26
• 3.2 帶寬預留的蟻群算法26-30
• 3.2.1 算法的基本思想26
• 3.2.2 BRACO的模型和函數(shù)定義26-27
• 3.2.3 BRACO算法描述27-29
• 3.2.4 BRACO算法的基本步驟29-30
• 3.3 實驗仿真30-32
• 3.4 本章小結32-34
• 第四章 資源預留系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)34-57
• 4.1 資源預留系統(tǒng)的體系結構34-35
• 4.2 資源預留系統(tǒng)的功能模塊介紹35-56
• 4.2.1 接收模塊35
• 4.2.2 拓撲模塊35-36
• 4.2.3 路由計算模塊36-44
• 4.2.4 路由配置模塊44-48
• 4.2.4.1 配置隊列速率45-46
• 4.2.4.2 挪動流表項46-48
• 4.2.5 轉(zhuǎn)發(fā)模塊48
• 4.2.6 測量模塊48-56
• 4.2.6.2 測量鏈路50-52
• 4.2.6.3 丟包率的測量52-54
• 4.2.6.4 測量時延54-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第五章 功能測試57-67
• 5.1 仿真工具57-62
• 5.1.1 Open vSwitch交換機57-58
• 5.1.2 VirtualBox58-59
• 5.1.3 仿真環(huán)境的搭建59-62
• 5.2 功能測試62-66
• 5.3 本章小結66-67
• 第六章 工作總結和展望67-70
• 6.1 工作總結67-68
• 6.2 下一步工作的展望68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-74

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本文編號：895265