本文關鍵詞：基于OpenFlow的服務器集群負載均衡的研究

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【摘要】：隨著Internet服務和電子商務的迅速崛起,互聯(lián)網(wǎng)已成為人們?nèi)粘Ｉ钅酥羾医?jīng)濟都離不開的基礎設施之一。人們對網(wǎng)絡響應和帶寬等性能指標也有了更高的要求。雖然現(xiàn)代大型公司內(nèi)部部署大量的服務器集群,在一定程度上緩解了該問題,但是仍然出現(xiàn)了諸如響應時間過長、帶寬擁擠等網(wǎng)絡性能指標問題。產(chǎn)生該問題的主要原因可以歸結為是由于服務器集群中的任務分配不合理導致其中一些服務器節(jié)點負載過重,而另一些節(jié)點卻處于空閑狀態(tài)。負載均衡技術能夠實現(xiàn)流量的合理分配,因此能夠在一定程度上解決該問題,使得整個網(wǎng)絡的使用效率得到提高。但由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構的限制,使得負載均衡技術在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中實施的靈活性較差。作為一種新興網(wǎng)絡架構,軟件定義網(wǎng)絡SDN (Software Define Network)的出現(xiàn)擺脫了傳統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構的限制,該框架通過實現(xiàn)網(wǎng)絡控制平面和網(wǎng)絡轉發(fā)層面分離,實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡的簡化管理。OpenFlow是大多數(shù)人唯一看得到的具體化的SDN的實現(xiàn)形式,因此本文在基于OpenFlow網(wǎng)絡平臺上提出了一種實現(xiàn)服務器集群負載均衡的算法,該算法利用OpenFlow的一些特性(如集中化控制等),可以很好地改善服務器集群負載均衡在軟件實現(xiàn)及硬件方面的不足,為實現(xiàn)服務器集群負載均衡提供一種簡單有效且靈活性高的解決方案。論文首先介紹了該題目的研究背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。其次對負載均衡以及OpenFlow相關概念和技術進展逐一進行了闡述。之后,從服務器負載的度量、網(wǎng)絡負載的度量以及路徑選擇三個方面提出了基于OpenFlow的服務器集群負載均衡的算法的實現(xiàn)。最后,本課題利用OpenFlow交換機和SDN控制器Floodlight進行實驗仿真,通過對控制器中添加相關算法實現(xiàn)模塊,對本文提出的基于OpenFlow的服務器集群負載均衡算法進行方案測試。通過對實驗結果數(shù)據(jù)的整理和分析,證明本文提出的新算法能夠綜合服務器運行狀態(tài)和網(wǎng)絡負載,為用戶數(shù)據(jù)包進行路徑選擇,如此以來不但提高了服務器集群整體處理性能,而且體現(xiàn)了OpenFlow網(wǎng)絡的優(yōu)勢。
【關鍵詞】：OpenFlow 軟件定義網(wǎng)絡 服務器集群 負載均衡
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.05
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 負載均衡技術研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 OpenFlow技術研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究內(nèi)容13
• 1.4 本文結構13-14
• 第2章 負載均衡與OpenFlow相關技術研究14-29
• 2.1 負載均衡技術14-20
• 2.1.1 負載均衡概述14-15
• 2.1.2 負載均衡系統(tǒng)架構15-16
• 2.1.3 負載均衡技術16-17
• 2.1.4 負載均衡算法17-20
• 2.2 OpenFlow技術20-28
• 2.2.1 軟件定義網(wǎng)絡架構20-21
• 2.2.2 OpenFlow起源21-22
• 2.2.3 OpenFlow協(xié)議22
• 2.2.4 OpenFlow交換機22-27
• 2.2.5 OpenFlow控制器27-28
• 2.3 本章小結28-29
• 第3章 基于OpenFlow的服務器集群負載均衡算法的研究與設計29-40
• 3.1 基于OpenFlow的服務器集群負載均衡算法需解決的關鍵問題29-30
• 3.2 適用場景及網(wǎng)絡拓撲結構30-31
• 3.3 服務器狀態(tài)的監(jiān)控與負載度量31-35
• 3.3.1 SNMP與服務器狀態(tài)監(jiān)控31-32
• 3.3.2 服務器負載的度量32-35
• 3.4 網(wǎng)絡負載的度量35-37
• 3.4.1 OpenFlow交換機的工作狀態(tài)度量35-36
• 3.4.2 網(wǎng)絡鏈路負載度量36
• 3.4.3 網(wǎng)絡負載度量36-37
• 3.5 路徑選擇算法37-39
• 3.6 本章小結39-40
• 第4章 基于OpenFlow的服務器負載均衡算法的模型設計與實現(xiàn)40-48
• 4.1 Floodlight控制器40-41
• 4.2 整體架構設計及控制器工作流程41-43
• 4.3 主要模塊設計43-45
• 4.4 主要模塊代碼實現(xiàn)45-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第5章 實驗測試及結果分析48-52
• 5.1 實驗環(huán)境48-49
• 5.1.1 環(huán)境配置48-49
• 5.2 實驗測試方案49
• 5.3 測試結果49-51
• 5.4 本章小結51-52
• 第6章 總結與展望52-53
• 6.1 本文總結52
• 6.2 本文展望52-53
• 參考文獻53-57
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果57-58
• 致謝58

【參考文獻】

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本文編號：902840