SDN控制平面中負(fù)載均衡的遷移優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-14 15:13
隨著網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模和數(shù)據(jù)規(guī)模的日益增長(zhǎng),如今的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不堪重負(fù),急劇增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)無(wú)法使用簡(jiǎn)單的修補(bǔ)可以完成,這樣不但加劇了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性和數(shù)據(jù)冗余,而且會(huì)限制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增長(zhǎng)。新型SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是將數(shù)據(jù)平面和控制平面相分離,打破了增加網(wǎng)絡(luò)規(guī)模時(shí)必須修補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)的局限性,但同時(shí)也出現(xiàn)了新的負(fù)載均衡問題。針對(duì)新的負(fù)載均衡問題,通常的解決方法是利用OpenFlow協(xié)議中多控制器可以通過改變交換機(jī)主從控制器角色的方式,當(dāng)控制器過載時(shí),把過載控制器下一部分交換機(jī),通過改變主從控制器角色的方式,遷移到其他的輕載控制器,從而達(dá)到負(fù)載均衡的效果。但是如果有多個(gè)控制器同時(shí)遷移至一個(gè)控制器,就可能導(dǎo)致目標(biāo)控制器繼續(xù)過載,尤其是在網(wǎng)絡(luò)流量較大,多臺(tái)控制器同時(shí)過載的時(shí)候,就會(huì)很難快速高效的達(dá)到負(fù)載均衡。所以,如何采用更好的遷移方式和遷移算法,提高遷移效率成為當(dāng)前SDN交換機(jī)負(fù)載均衡中的一個(gè)必須要解決的問題,也是SDN控制平面負(fù)載均衡的研究重要方向之一。針對(duì)以上問題,論文的研究主要有如下兩個(gè)方面:1)通過對(duì)現(xiàn)有交換機(jī)遷移環(huán)境進(jìn)行分析研究,當(dāng)前RYU控制器沒有統(tǒng)一的多控制器交換協(xié)議,所以交換機(jī)遷移過程中搭建的...
【文章來(lái)源】:西安工業(yè)大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
2 相關(guān)概念和背景技術(shù)換機(jī)構(gòu)成,可以很方便的通過測(cè)試工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測(cè)試仿真分析。okeeper 分布式協(xié)調(diào)技術(shù)Zookeeper[19]是一種廣泛應(yīng)用于分布式應(yīng)用系統(tǒng)的開源協(xié)調(diào)管理工具。它使用 庫(kù),分布式系統(tǒng)可以使用這些 API 庫(kù)實(shí)現(xiàn)諸如同步,配置維護(hù)以及組和命名文件系統(tǒng)的樹狀結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型,并以編程形式快速實(shí)現(xiàn)。它 C 語(yǔ)言,并且還擁有大量 python 第三方庫(kù)支持。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖 2.3 所示,
圖 3.6 選舉狀態(tài)圖選舉流程簡(jiǎn)述,目前有 5 臺(tái)服務(wù)器,每臺(tái)服務(wù)器均沒有數(shù)據(jù),它們的編號(hào)分別是1,2,3,4,5,按編號(hào)依次啟動(dòng),它們的選舉過程如下:1) 服務(wù)器 1 啟動(dòng),給自己投票,然后發(fā)投票信息,由于其它機(jī)器還沒有啟動(dòng)所以它收不到反饋信息,服務(wù)器 1 的狀態(tài)一直屬于 LOOKING。2) 服務(wù)器 2 啟動(dòng),給自己投票,同時(shí)與之前啟動(dòng)的服務(wù)器 1 交換結(jié)果,由于服務(wù)器 2的編號(hào)大所以服務(wù)器 2 勝出,但此時(shí)投票數(shù)沒有大于半數(shù),所以兩個(gè)服務(wù)器的狀態(tài)依然是 LOOKING。3) 服務(wù)器 3 啟動(dòng),給自己投票,同時(shí)與之前啟動(dòng)的服務(wù)器 1,2 交換信息,由于服務(wù)器3 的編號(hào)最大所以服務(wù)器 3 勝出,此時(shí)投票數(shù)正好大于半數(shù),所以服務(wù)器 3 成為領(lǐng)導(dǎo)者,服務(wù)器 1,2 成為從控制器。4) 服務(wù)器 4 啟動(dòng),給自己投票,同時(shí)與之前啟動(dòng)的服務(wù)器 1,2,3 交換信息,盡管服務(wù)器 4 的編號(hào)大,但之前服務(wù)器 3 已經(jīng)勝出,所以服務(wù)器 4 只能成為從控制器。5) 服務(wù)器 5 啟動(dòng),后面的邏輯同服務(wù)器 4 成為從控制器。最終通過選舉機(jī)制重新選舉出主服務(wù)器,對(duì)于 SDN 多控制器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)說,所有的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于蟻群算法的SDN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)大象流調(diào)度研究[J]. 李宏慧,楊光,路海亮,付學(xué)良,申志軍. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2019(12)
[2]SDN中基于遺傳機(jī)制的自適應(yīng)路由算法研究[J]. 周飛杰,張坤麗,王國(guó)卿,莊雷. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(02)
[3]基于流量調(diào)度的SDN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法[J]. 樊自甫,李書,張丹. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(S1)
[4]一種基于SDN的多路徑流調(diào)度機(jī)制[J]. 臧韋菲,蘭巨龍,胡宇翔. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(06)
[5]軟件定義網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用蟻群優(yōu)化的負(fù)載均衡算法[J]. 曲樺,趙季紅,樊斌,王密,郭涯. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]基于改進(jìn)引力搜索算法的交換機(jī)遷移策略[J]. 于明秋,周創(chuàng)明,王慧杰,杜瑞超. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(05)
[7]一種基于預(yù)測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)載因子的SDN流表優(yōu)化算法[J]. 史少平,莊雷,楊思錦. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(01)
[8]軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的控制器研究綜述[J]. 蔡文濤,朱晴,程國(guó)振,朱珂. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2016(17)
[9]一種基于集群的SDN控制器負(fù)載均衡方案[J]. 黃小曼,沈蘇彬. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2016(06)
[10]基于SDN架構(gòu)的高性能網(wǎng)絡(luò)擁塞避免策略[J]. 柴燕濤,董德尊,張鶴穎,朱成陽(yáng),廖湘科. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2016(01)
博士論文
[1]軟件定義網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)問題的研究[D]. 胡延楠.北京郵電大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于交換機(jī)遷移的SDN控制平面負(fù)載均衡研究[D]. 劉必果.安徽大學(xué) 2017
[2]基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡研究[D]. 陳云.湖南師范大學(xué) 2015
[3]軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器容量及部署問題研究[D]. 姚龍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]基于Openflow的虛擬交換技術(shù)的研究[D]. 李彬先.山東大學(xué) 2015
[5]基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化問題的研究與應(yīng)用[D]. 徐磊.中南大學(xué) 2007
本文編號(hào):3284387
【文章來(lái)源】:西安工業(yè)大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
2 相關(guān)概念和背景技術(shù)換機(jī)構(gòu)成,可以很方便的通過測(cè)試工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測(cè)試仿真分析。okeeper 分布式協(xié)調(diào)技術(shù)Zookeeper[19]是一種廣泛應(yīng)用于分布式應(yīng)用系統(tǒng)的開源協(xié)調(diào)管理工具。它使用 庫(kù),分布式系統(tǒng)可以使用這些 API 庫(kù)實(shí)現(xiàn)諸如同步,配置維護(hù)以及組和命名文件系統(tǒng)的樹狀結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型,并以編程形式快速實(shí)現(xiàn)。它 C 語(yǔ)言,并且還擁有大量 python 第三方庫(kù)支持。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖 2.3 所示,
圖 3.6 選舉狀態(tài)圖選舉流程簡(jiǎn)述,目前有 5 臺(tái)服務(wù)器,每臺(tái)服務(wù)器均沒有數(shù)據(jù),它們的編號(hào)分別是1,2,3,4,5,按編號(hào)依次啟動(dòng),它們的選舉過程如下:1) 服務(wù)器 1 啟動(dòng),給自己投票,然后發(fā)投票信息,由于其它機(jī)器還沒有啟動(dòng)所以它收不到反饋信息,服務(wù)器 1 的狀態(tài)一直屬于 LOOKING。2) 服務(wù)器 2 啟動(dòng),給自己投票,同時(shí)與之前啟動(dòng)的服務(wù)器 1 交換結(jié)果,由于服務(wù)器 2的編號(hào)大所以服務(wù)器 2 勝出,但此時(shí)投票數(shù)沒有大于半數(shù),所以兩個(gè)服務(wù)器的狀態(tài)依然是 LOOKING。3) 服務(wù)器 3 啟動(dòng),給自己投票,同時(shí)與之前啟動(dòng)的服務(wù)器 1,2 交換信息,由于服務(wù)器3 的編號(hào)最大所以服務(wù)器 3 勝出,此時(shí)投票數(shù)正好大于半數(shù),所以服務(wù)器 3 成為領(lǐng)導(dǎo)者,服務(wù)器 1,2 成為從控制器。4) 服務(wù)器 4 啟動(dòng),給自己投票,同時(shí)與之前啟動(dòng)的服務(wù)器 1,2,3 交換信息,盡管服務(wù)器 4 的編號(hào)大,但之前服務(wù)器 3 已經(jīng)勝出,所以服務(wù)器 4 只能成為從控制器。5) 服務(wù)器 5 啟動(dòng),后面的邏輯同服務(wù)器 4 成為從控制器。最終通過選舉機(jī)制重新選舉出主服務(wù)器,對(duì)于 SDN 多控制器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)說,所有的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于蟻群算法的SDN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)大象流調(diào)度研究[J]. 李宏慧,楊光,路海亮,付學(xué)良,申志軍. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2019(12)
[2]SDN中基于遺傳機(jī)制的自適應(yīng)路由算法研究[J]. 周飛杰,張坤麗,王國(guó)卿,莊雷. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(02)
[3]基于流量調(diào)度的SDN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法[J]. 樊自甫,李書,張丹. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(S1)
[4]一種基于SDN的多路徑流調(diào)度機(jī)制[J]. 臧韋菲,蘭巨龍,胡宇翔. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(06)
[5]軟件定義網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用蟻群優(yōu)化的負(fù)載均衡算法[J]. 曲樺,趙季紅,樊斌,王密,郭涯. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]基于改進(jìn)引力搜索算法的交換機(jī)遷移策略[J]. 于明秋,周創(chuàng)明,王慧杰,杜瑞超. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(05)
[7]一種基于預(yù)測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)載因子的SDN流表優(yōu)化算法[J]. 史少平,莊雷,楊思錦. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(01)
[8]軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的控制器研究綜述[J]. 蔡文濤,朱晴,程國(guó)振,朱珂. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2016(17)
[9]一種基于集群的SDN控制器負(fù)載均衡方案[J]. 黃小曼,沈蘇彬. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2016(06)
[10]基于SDN架構(gòu)的高性能網(wǎng)絡(luò)擁塞避免策略[J]. 柴燕濤,董德尊,張鶴穎,朱成陽(yáng),廖湘科. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2016(01)
博士論文
[1]軟件定義網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)問題的研究[D]. 胡延楠.北京郵電大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于交換機(jī)遷移的SDN控制平面負(fù)載均衡研究[D]. 劉必果.安徽大學(xué) 2017
[2]基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡研究[D]. 陳云.湖南師范大學(xué) 2015
[3]軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器容量及部署問題研究[D]. 姚龍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]基于Openflow的虛擬交換技術(shù)的研究[D]. 李彬先.山東大學(xué) 2015
[5]基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化問題的研究與應(yīng)用[D]. 徐磊.中南大學(xué) 2007
本文編號(hào):3284387
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