本文關(guān)鍵詞： 彈性光網(wǎng)絡(luò) 跨數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化 組播　出處：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：眾所周知,通過(guò)在跨數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)(NFV),服務(wù)提供商能夠以更靈活有效的方式充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,并能縮短新服務(wù)的部署周期。本論文將研究如何在跨數(shù)據(jù)中心的彈性光網(wǎng)絡(luò)中采用具有成本效益的策略來(lái)部署基于組播傳輸方式的樹(shù)狀NFV服務(wù)拓?fù)?簡(jiǎn)稱組播NFV樹(shù))。本文試圖聯(lián)合優(yōu)化虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)的部署與組播傳輸路徑的路由與頻譜分配,從而降低組播NFV樹(shù)的服務(wù)開(kāi)銷。首先,本文研究了跨數(shù)據(jù)中心的彈性光網(wǎng)絡(luò)中組播會(huì)話的動(dòng)態(tài)構(gòu)建問(wèn)題。由于組播成員的動(dòng)態(tài)變化會(huì)導(dǎo)致組播樹(shù)性能的降低,本文提出了兩種組播樹(shù)選取策略,分別是DTS與QTS算法,用于選取出性能較低的組播樹(shù)。針對(duì)選出的組播樹(shù),本文提出了兩種組播樹(shù)的調(diào)整算法,分別是完全組播樹(shù)調(diào)整與局部組播樹(shù)調(diào)整。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,提出的算法能夠有效的改善組播樹(shù)的結(jié)構(gòu),降低網(wǎng)絡(luò)阻塞率。同時(shí),本文將算法在軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)平臺(tái)上進(jìn)行了驗(yàn)證。本文擴(kuò)展了OpenFlow協(xié)議,使得網(wǎng)絡(luò)能支持動(dòng)態(tài)組播會(huì)話,并設(shè)計(jì)了控制平面的功能模塊完成組播會(huì)話的動(dòng)態(tài)調(diào)整。其次,本文研究了在跨數(shù)據(jù)中心的彈性光網(wǎng)絡(luò)中組播NFV樹(shù)的部署問(wèn)題。本文考慮了靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置兩種情況。對(duì)于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,本文建立了一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)模型對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解,接著提出了三種啟發(fā)式算法,分別是基于頻譜槽輔助矩陣的算法AFM-MILP與AFM-GS,以及基于最短路徑匯聚的啟發(fā)式算法RB。仿真結(jié)果顯示AFM-MILP與AFM-GS兩種算法在服務(wù)開(kāi)銷上最為接近MILP算法,且運(yùn)行時(shí)間遠(yuǎn)小于MILP算法。對(duì)于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置,本文考慮了頻譜資源碎片,在AFM-GS與RB兩種算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了四種在線算法服務(wù)動(dòng)態(tài)的組播NFV樹(shù)請(qǐng)求。仿真結(jié)果顯示,考慮網(wǎng)絡(luò)中的頻譜資源碎片能有效降低服務(wù)的阻塞率。當(dāng)路由策略相同時(shí),基于AFM-GS的算法性能優(yōu)于RB算法。
[Abstract]:It is well known that by using network functionality virtualization technology in networks across data centers, service providers can leverage network resources in a more flexible and efficient manner. In this paper, we will study how to deploy the tree NFV service topology (multicast NFV) based on multicast transmission in flexible optical networks across data centers. This paper attempts to jointly optimize the deployment of VNFs and the routing and spectrum allocation of multicast transmission paths. In order to reduce the service overhead of multicast NFV trees, this paper first studies the dynamic construction of multicast sessions in elastic optical networks across data centers. Because of the dynamic changes of multicast members, the performance of multicast trees will be reduced. In this paper, two multicast tree selection strategies, DTS and QTS algorithms, are proposed to select the lower performance multicast trees. For the selected multicast trees, this paper proposes two multicast tree adjustment algorithms. The experimental results show that the proposed algorithm can effectively improve the structure of the multicast tree and reduce the network blocking rate. In this paper, the algorithm is validated on the software defined network (SDN) platform. In this paper, the OpenFlow protocol is extended to enable the network to support dynamic multicast sessions, and the functional modules of the control plane are designed to complete the dynamic adjustment of the multicast sessions. In this paper, we study the deployment of multicast NFV trees in elastic optical networks across data centers. In this paper, we consider static network planning and dynamic network configuration. In this paper, a mixed integer linear programming (MILP) model is established to solve the problem, and then three heuristic algorithms are proposed. The algorithms AFM-MILP and AFM-GSbased on the auxiliary matrix of spectrum slot, and the heuristic algorithm based on the shortest path convergence, respectively. The simulation results show that AFM-MILP and AFM-GS are the most close to the MILP algorithm in the service cost. The running time is much less than that of MILP algorithm. For dynamic network configuration, this paper considers the spectrum resource fragment, and improves it on the basis of AFM-GS and RB algorithms. The dynamic multicast NFV tree requests of four online algorithms are designed. The simulation results show that considering the spectrum resource fragments in the network can effectively reduce the blocking rate of the service. When the routing strategy is the same, the performance of the algorithm based on AFM-GS is better than that of the RB algorithm.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：1521199