本文選題：軟件定義網(wǎng)絡(luò) + 控制層　； 參考：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。與傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)相比,該架構(gòu)將控制層與轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進(jìn)行解耦并將其集中到獨(dú)立的控制器中。這種改進(jìn)大大提高了網(wǎng)絡(luò)的開放性,有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的靈活管理。作為一種新興架構(gòu),SDN仍存在許多尚未解決的技術(shù)難題。本文研究了 SDN網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和動(dòng)態(tài)管理性的問題。通過對(duì)SDN中數(shù)據(jù)傳輸和路徑請(qǐng)求的過程進(jìn)行研究,分析了影響網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性的幾個(gè)關(guān)鍵因素,并利用仿真對(duì)不同控制器部署方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比。為進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的性能,本文設(shè)計(jì)了一種新的控制器和交換機(jī)映射關(guān)系的局部動(dòng)態(tài)調(diào)整方案,并構(gòu)建模型進(jìn)行了驗(yàn)證。首先將改進(jìn)后的Jackson模型應(yīng)用到SDN網(wǎng)絡(luò)中,研究了數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸原理,并且從理論上分析了控制器對(duì)數(shù)據(jù)包的處理時(shí)延分布和負(fù)載分布情況。利用MATLAB建立了仿真模型,通過不同的請(qǐng)求率和服務(wù)率對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。其次,本文分析了多控制器部署中常用的幾種算法,例如經(jīng)典的k-center和k-median,并對(duì)這些算法的不足之處進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計(jì)了新型的去邊緣化(DM)算法。DM算法以網(wǎng)絡(luò)的連通性和穩(wěn)定性為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行迭代,在多節(jié)點(diǎn)中尋找最優(yōu)的控制節(jié)點(diǎn)組合,并對(duì)優(yōu)化后的部署方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后,針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流的動(dòng)態(tài)變化特性,對(duì)靜態(tài)部署方案進(jìn)行了改良,研究并設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)優(yōu)化算法的交換機(jī)動(dòng)態(tài)遷移策略,使網(wǎng)絡(luò)能夠以較小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器和交換機(jī)之間映射關(guān)系的靈活調(diào)整,從而適應(yīng)動(dòng)態(tài)流需求。仿真結(jié)果表明,該方案能夠?qū)崿F(xiàn)多控制器的負(fù)載均衡,提高控制器資源的利用率。
[Abstract]:Software definition Network Defined (SDN) is a new network architecture. Compared with the traditional IP network, the architecture decouples the control layer from the forwarding device and centralizes it into a separate controller. The improvement greatly improves the openness of the network and facilitates the flexible management of the network. As a new architecture, SDN still has many unsolved technical problems. This paper studies the scalability and dynamic management of SDN networks. By studying the process of data transmission and path request in SDN, several key factors affecting network expansibility are analyzed, and the advantages and disadvantages of different controller deployment schemes are compared by simulation. In order to further improve the performance of the network, this paper designs a new local dynamic adjustment scheme of the mapping relationship between controller and switch, and builds a model to verify it. Firstly, the improved Jackson model is applied to the SDN network, and the transmission principle of the data packet in the network is studied, and the delay distribution and the load distribution of the data packet processing by the controller are analyzed theoretically. The simulation model is established by using MATLAB, and the model is verified by different request rate and service rate. Secondly, this paper analyzes several algorithms commonly used in multi-controller deployment, such as classical k-center and k-median, and improves the shortcomings of these algorithms. A new de-marginalizing DM.DM algorithm is designed to iterate over the connectivity and stability of the network to find the optimal control node combination in multi-nodes. The optimized deployment scheme is verified by simulation. Finally, according to the dynamic characteristics of network flow, the static deployment scheme is improved, and the switch dynamic migration strategy based on adaptive optimization algorithm is studied and designed. The network can adjust the mapping relationship between controller and switch at a lower cost, so as to adapt to the demand of dynamic flow. The simulation results show that the proposed scheme can balance the load of multiple controllers and improve the utilization of controller resources.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(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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本文編號(hào)：1923434