發(fā)布時(shí)間：2021-01-31 14:16

　　當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)存在互聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模持續(xù)增長、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域日益廣闊、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越發(fā)龐大三個(gè)顯著特征。在這種情況下,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)暴露出體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、資源冗余度高、網(wǎng)絡(luò)管理受限三大缺陷。而網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)是支撐網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)的基本原則。在這種狀態(tài)下,軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networking,SDN）的概念應(yīng)運(yùn)而生。SDN通過控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離,可以有效的簡化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),提高資源利用率,實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度網(wǎng)絡(luò)管理。經(jīng)典軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)質(zhì)上是一種響應(yīng)式的（Reactive）流處理方式�？刂破矫娓鶕�(jù)新到來的流信息,計(jì)算路徑并下發(fā)表項(xiàng),交換機(jī)根據(jù)存儲在流表項(xiàng)中的規(guī)則來轉(zhuǎn)發(fā)流量。而在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中,一方面,隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大,這種控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的響應(yīng)式的流處理方式,會造成極大的數(shù)據(jù)平面與控制平面之間的通信負(fù)載、數(shù)據(jù)平面流轉(zhuǎn)發(fā)的等待延遲和控制平面的計(jì)算負(fù)載;另一方面,交換機(jī)的流表項(xiàng)資源非常有限,如果每條流都需要消耗大量流表項(xiàng)資源,則會造成數(shù)據(jù)平面表項(xiàng)資源不足。響應(yīng)式的流處理方式和有限的流表項(xiàng)資源給軟件定義網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面的可擴(kuò)展性帶來了極大的挑戰(zhàn),因此本文致力于解決不同應(yīng)用場景下軟件定義網(wǎng)絡(luò)數(shù)... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１本論文研究動機(jī)與思路??６??

本章主要介紹本論文會涉及到的相關(guān)軟件定義網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識。首先介紹??軟件定義網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)，然后介紹ＳＤＮ交換機(jī)的流表與組表，接著介紹ＳＤＮ??交換機(jī)中多級流表的流水線工作流程，最后介紹網(wǎng)絡(luò)中兩種主流的轉(zhuǎn)發(fā)模式：響??應(yīng)式轉(zhuǎn)發(fā)與前攝式轉(zhuǎn)發(fā)。??２．１軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)??軟件定義網(wǎng)絡(luò)是將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)平面分離開來的一種新型網(wǎng)絡(luò)架??構(gòu)。其主要包括應(yīng)用平面、控制平面、數(shù)據(jù)平面，以及連接應(yīng)用平面和控制平面??的北向接口和連接控制平面和數(shù)據(jù)平面的南向接口（如圖２．１所示）。??

第２章相關(guān)基礎(chǔ)知識??Ｆｌｏｗ?Ｔａｂｌｅ?ｏｆ?Ｖｉ??ａ?＾?Ｄｓｔ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ??■———??３．０．０．１?Ｇｒｏｕｐ：５５６６??Ｇｒｏｕｐ?Ｔａｂｌｅ?ｏｆ?Ｖｊ??Ｉ?Ｉ?Ｇｒｏｕｐ?Ａｃｔｉｏｎ??Ｕ２＾＾〇．〇．ｌ?Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ?Ｂｕｃｋｅｔｓ???ｆｉ＼Ｕｌ?Ｕ３?５５６６?Ｂｕｃｋｅｔｌ：ｏｕｔｐｕｔ＝２，Ｗｅｉｇｈｔ＝０．４??＿１＜＾??Ｌｂ——．６｜??圖２．２流表與組表間的交互示意圖??實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，我們在交換機(jī)Ｗ上安裝了如下圖所示的流表項(xiàng)和組表項(xiàng)。具體??來說，對于目的地為３．０．０．１?（主機(jī)ｕ３）的流，交換機(jī)＾通過流表項(xiàng)將其導(dǎo)向組表??項(xiàng)５５６６，組表項(xiàng)５５６６通過設(shè)置動作桶，可以實(shí)現(xiàn)多徑加權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)，從而達(dá)到負(fù)載??均衡的效果。在該圖中，我們將４０％的流量轉(zhuǎn)發(fā)至端口?２?（即交換機(jī)ｕ２），６０％的??流量轉(zhuǎn)發(fā)至端口?３?（即交換機(jī)吻）。數(shù)據(jù)流通過匹配流量表?xiàng)l目導(dǎo)向組表項(xiàng)，再??通過設(shè)置組表?xiàng)l目的動作桶的動作以及權(quán)重，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的多徑加權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)。需要??注意的是，多徑轉(zhuǎn)發(fā)一般是根據(jù)五元組信息，通過ｈａｓｈ來實(shí)現(xiàn)。因此，一般是??對宏流實(shí)現(xiàn)多徑轉(zhuǎn)發(fā)，對每條微流依然進(jìn)行單徑轉(zhuǎn)發(fā)，從而避免了數(shù)據(jù)包重排序??的問題。??２．３?ＳＤＮ交換機(jī)中的流水線處理流程??根據(jù)ＯｐｅｎＦｌｏｗ協(xié)議［５￡）］可知，ＳＤＮ／ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)包含多張轉(zhuǎn)發(fā)表，而且??這些轉(zhuǎn)發(fā)表可以以流水線的形式與數(shù)據(jù)包包頭信息依次進(jìn)行匹配�，F(xiàn)在主流的??ＳＤＮ交換機(jī)（比如Ｐｉｃａ８?３２９７交換機(jī)［５１］、ｂａｒｅｆｏｏｔ交換機(jī)［５２］）也同樣包含多張??


本文編號：3011031