隨著網(wǎng)絡(luò)流量的爆炸式增長(zhǎng)和各類新興網(wǎng)絡(luò)功能的不斷部署應(yīng)用,傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)體系變得越來(lái)越復(fù)雜,導(dǎo)致其服務(wù)質(zhì)量劣化嚴(yán)重、網(wǎng)絡(luò)效能低下等問題。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software-Defined Networking,SDN）解耦了網(wǎng)絡(luò)的控制平面和數(shù)據(jù)平面,具有邏輯集中控制、細(xì)粒度數(shù)據(jù)流控制、開放可編程等優(yōu)勢(shì),通過全局網(wǎng)絡(luò)視圖實(shí)現(xiàn)了靈活高效的網(wǎng)絡(luò)管理和資源調(diào)度,在簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本、提高網(wǎng)絡(luò)資源效用、改善用戶體驗(yàn)等方面優(yōu)勢(shì)明顯。然而,SDN數(shù)控分離、邏輯集中控制以及細(xì)粒度數(shù)據(jù)流控制等特性也導(dǎo)致了嚴(yán)重的資源緊缺問題,這使得SDN在進(jìn)行大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)部署和應(yīng)用時(shí)仍面臨諸多挑戰(zhàn),其中主要包括:（1）集中的網(wǎng)絡(luò)控制易使控制器過載,導(dǎo)致控制平面資源緊缺問題;（2）細(xì)粒度數(shù)據(jù)流控制易使交換機(jī)流表溢出,導(dǎo)致流表存儲(chǔ)資源緊缺問題;（3）流量調(diào)度策略選路僵化易使鏈路擁塞,導(dǎo)致鏈路帶寬資源分配不合理問題。本文圍繞大規(guī)模部署應(yīng)用場(chǎng)景下的軟件定義網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化技術(shù)展開研究,分別從軟件定義網(wǎng)絡(luò)的控制平面和數(shù)據(jù)平面入手,提高軟件定義網(wǎng)絡(luò)的資源利用率和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能,為SDN的大規(guī)模實(shí)際部署提供技術(shù)支撐。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:1、針對(duì)“現(xiàn)有... 

【文章來(lái)源】：戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

安裝的流表規(guī)則數(shù)量對(duì)比

第三章基于分段路由的SDN流表規(guī)則優(yōu)化機(jī)制第37頁(yè)隨機(jī)誤差，在每一種流到達(dá)速率下，每種方案均在相同的實(shí)驗(yàn)條件下運(yùn)行20次取平均值。從圖中可以看出，PASR安裝的流表規(guī)則數(shù)量比OpenFlow、AJSR要少。與OpenFlow規(guī)則安裝機(jī)制相比，PASR可以減少61%的流表規(guī)則數(shù)量。由于基于MPLS的流表規(guī)則安裝機(jī)制只在入口交換機(jī)安裝流匹配規(guī)則，使得中間交換機(jī)不需要維護(hù)數(shù)據(jù)流狀態(tài)信息，因此，它需要安裝的流表規(guī)則最少。圖3.7安裝的流表規(guī)則數(shù)量對(duì)比圖3.8數(shù)據(jù)包封裝的MPLS標(biāo)簽數(shù)量對(duì)比圖3.8顯示了在不同的流到達(dá)速率下數(shù)據(jù)包包頭封裝的標(biāo)簽數(shù)量。從圖中可以看出，

第三章基于分段路由的SDN流表規(guī)則優(yōu)化機(jī)制第39頁(yè)（b）數(shù)據(jù)包封裝的MPLS標(biāo)簽數(shù)量（d）平均數(shù)據(jù)包MPLS標(biāo)簽數(shù)量圖3.9不同拓?fù)湎戮W(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)對(duì)比從圖3.9(a)~(d)可以看出，在不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎拢崴惴ň稍诓煌潭壬蠈?shí)現(xiàn)流表規(guī)則數(shù)目和標(biāo)簽負(fù)載減少效果。AJSR通過在源路由的基礎(chǔ)上采用中繼的方式，在保證標(biāo)簽不過載的情況下，通過選擇中間節(jié)點(diǎn)來(lái)安裝流表規(guī)則來(lái)路由每個(gè)數(shù)據(jù)流，也減少了SDN控制器安裝的流表規(guī)則數(shù)目，但它仍需在中間節(jié)點(diǎn)安裝大量的流匹配規(guī)則。PASR通過路徑分段和規(guī)則共享，能最大限度地減少標(biāo)簽數(shù)量和流表規(guī)則數(shù)目。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，本文所提機(jī)制的優(yōu)化效果越明顯，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，數(shù)據(jù)流路徑越長(zhǎng)，采用路徑分段和規(guī)則共享的場(chǎng)景越多。因此，本文所提PASR機(jī)制更適合大規(guī)模SDN網(wǎng)絡(luò)。3.6本章小結(jié)本章針對(duì)SDN細(xì)粒度數(shù)據(jù)流控制導(dǎo)致交換機(jī)流表存儲(chǔ)資源不足問題展開研究，提出將SR技術(shù)應(yīng)用于SDN網(wǎng)絡(luò)以解決路徑聚合、流表膨脹等問題。首先，引入SR到SDN架構(gòu)中，設(shè)計(jì)了基于分段路由的SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；然后，提出在線數(shù)據(jù)流路徑編碼算法，通過對(duì)數(shù)據(jù)流路徑進(jìn)行分段聚合、規(guī)則共享，使經(jīng)過同一路徑段的數(shù)據(jù)流能匹配相同的路徑規(guī)則，以減少需要安裝的規(guī)則數(shù)目。仿真結(jié)果表明，與當(dāng)前的SDN流表規(guī)則安裝機(jī)制相比，本章所提機(jī)制能有效降低需要安裝的流表規(guī)則數(shù)目，且保證較小的標(biāo)簽負(fù)載。

【參考文獻(xiàn)】：
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