本文選題：QoS　切入點(diǎn)：OpenFlow　出處：《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急劇膨脹和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)類(lèi)型的日益多元化發(fā)展,一些新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用如視頻會(huì)議、VoIP、遠(yuǎn)程教育等對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求越來(lái)越高,現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)在滿(mǎn)足應(yīng)用請(qǐng)求的同時(shí)暴露出很多的弊端。智慧協(xié)同理論(Smart and Cooperative Theory)的提出為研發(fā)網(wǎng)絡(luò)新應(yīng)用和資源管理提供了一種新的解決方案,資源適配層“控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離”的設(shè)計(jì)提供了網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)適配和網(wǎng)絡(luò)虛擬化的構(gòu)思,使得網(wǎng)絡(luò)的控制和管理更加靈活和高效。本文將智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)理論的設(shè)計(jì)思想應(yīng)用在服務(wù)質(zhì)量管控系統(tǒng)中,以O(shè)penFlow協(xié)議為實(shí)現(xiàn)手段設(shè)計(jì)一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化管控和拉格朗日最短路由路徑的服務(wù)質(zhì)量管控系統(tǒng)。首先,本文概述了智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)理論和軟件定義網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu),介紹了當(dāng)前的QoS(Quality of Service,服務(wù)質(zhì)量)管理模型,針對(duì)智慧協(xié)同理論中在對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行靈活管理以滿(mǎn)足用戶(hù)體驗(yàn)的需求,本文提出了一種在SDN中基于路由動(dòng)態(tài)分配與網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化相結(jié)合的資源管理方案。其次,分別介紹智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)中路由動(dòng)態(tài)分配和網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化管理的實(shí)現(xiàn)機(jī)制,闡述了軟件定義網(wǎng)絡(luò)中基于多約束條件的QoS路徑優(yōu)化算法,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)資源的使用狀況,對(duì)擁塞鏈路上的流量進(jìn)行重路由,降低因共享路徑而產(chǎn)生的負(fù)載,實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)管理。由于多約束條件的QoS路由計(jì)算問(wèn)題是NP-Complete,提出基于拉格朗日松弛的啟發(fā)式算法計(jì)算最優(yōu)解。最后,本文在資源動(dòng)態(tài)分配的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化的設(shè)計(jì)方案,通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒘髁�、帶寬的隔離實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的靈活分配。最后設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)試環(huán)境對(duì)本文提出的資源管理方案進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的資源管理方案能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)可用資源,快速調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況,提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率,保障流量的可靠傳輸。
[Abstract]:With the rapid expansion of network scale and the increasingly diversified development of network business types, some new network applications, such as videoconferencing VoIP, distance education and so on, have higher and higher demand for network resources. The existing network architecture not only meets the application requirements but also exposes many disadvantages. Smart and Cooperative Theory provides a new solution for developing new network applications and resource management. The design of the resource adaptation layer "separation of control and forwarding" provides the conception of dynamic adaptation and virtualization of network resources. It makes the control and management of network more flexible and efficient. In this paper, the design idea of intelligent cooperative network theory is applied to the quality of service control system. A QoS control system based on network virtualization control and Lagrange shortest routing path is designed by means of OpenFlow protocol. Firstly, the intelligent cooperative network theory and the software defined network architecture are summarized in this paper. This paper introduces the current QoS(Quality of Service (quality of Service) management model, aiming at the flexible management of network resources in intelligent collaboration theory to meet the needs of user experience. This paper proposes a resource management scheme in SDN based on the combination of routing dynamic allocation and network resource virtualization. Secondly, the implementation mechanisms of routing dynamic allocation and network resource virtualization management in intelligent collaborative networks are introduced respectively. This paper expounds the QoS path optimization algorithm based on multi-constraint conditions in the software-defined network. By monitoring the use of network resources in real time, the traffic on the congested link is rerouted to reduce the load generated by the shared path. The dynamic management of network resources is realized. Since the QoS routing problem with multiple constraints is NP-Complete, a heuristic algorithm based on Lagrange relaxation is proposed to calculate the optimal solution. Based on the dynamic allocation of resources, this paper further proposes a design scheme of network resource virtualization, through the network topology, traffic, The isolation of bandwidth realizes the flexible allocation of network resources. Finally, a simulation experiment scenario and a test environment are designed to verify the resource management scheme proposed in this paper. The experimental results show that the proposed resource management scheme can make full use of the available resources of the network, adjust the load status of the network quickly, improve the utilization rate of network resources, and ensure the reliable transmission of traffic.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.0

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本文編號(hào)：1595333