本文關(guān)鍵詞：面向SDN的多路徑調(diào)度算法研究

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【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)應(yīng)用于人們的日常生活,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用由簡(jiǎn)單方式發(fā)展為交互式,越來越多地部署于規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)中心。其相應(yīng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出復(fù)雜化、多樣化的新特征,從而造成網(wǎng)絡(luò)流量極速增大,尤其是規(guī)模巨大的“橫向”流量導(dǎo)致的嚴(yán)重網(wǎng)絡(luò)擁塞問題。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)作為新興網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的代表,為解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中突發(fā)大數(shù)據(jù)流造成的網(wǎng)絡(luò)擁塞問題提供了良好的方法。本文面向SDN架構(gòu)基于精英蟻群算法對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)流的多路徑調(diào)度進(jìn)行研究,主要研究以下幾個(gè)方面內(nèi)容。首先研究在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中由于節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多,使用蟻群算法會(huì)出現(xiàn)收斂速度較慢的問題。采用精英策略對(duì)蟻群算法進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)當(dāng)前的較優(yōu)解在信息素表更新過程中進(jìn)行強(qiáng)化保留,使結(jié)果能夠在較優(yōu)解的最近范圍內(nèi)快速收斂。其次采用精英蟻群算法對(duì)多路徑調(diào)度問題進(jìn)行研究。對(duì)傳統(tǒng)采用單條最優(yōu)路徑調(diào)度技術(shù)由于突發(fā)大數(shù)據(jù)流容易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞問題,本文主要采用多路徑調(diào)度技術(shù),合理利用其空閑鏈路來解決單路徑調(diào)度出現(xiàn)的擁塞問題。使用信息素表與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流表同構(gòu),利用鏈路空閑率作為轉(zhuǎn)移概率進(jìn)行選路。同時(shí)利用探測(cè)螞蟻在尋路過程主動(dòng)監(jiān)測(cè)鏈路QoS實(shí)時(shí)信息來對(duì)信息素表和流表進(jìn)行更新,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)流的動(dòng)態(tài)調(diào)度。最后,基于Linux平臺(tái)采用仿真軟件Mininet和Floodlight控制器搭建SDN網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境。使用Python語言自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并借助Iperf打流工具得到一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相對(duì)于靜態(tài)ECMP算法得到有重合現(xiàn)象的等價(jià)多路徑和SPF算法得到的最優(yōu)單路徑的調(diào)度技術(shù),采用精英蟻群算法能夠得到多條無重合的調(diào)度路徑,能夠合理利用網(wǎng)絡(luò)空閑鏈路資源,對(duì)解決大數(shù)據(jù)流單路徑調(diào)度造成的網(wǎng)絡(luò)擁塞問題有所改善。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP393.02

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