【摘要】：近幾年來隨著互聯(lián)網技術的快速發(fā)展,互聯(lián)網已經成為人們生活和生產不可或缺的一部分,特別是近些年來互聯(lián)網的用戶數量和數據傳輸量都呈指數增長的趨勢。在這種情況下,基于TCP/IP協(xié)議的傳統(tǒng)網絡已經無法滿足目前人們對網絡的需求。因此研究者提出新型的網絡架構——軟件定義網絡(SoftwareDefined Network,SDN)。近些年來研究SDN已成為研究未來網絡的趨勢,而研究者對SDN的研究主要分布在兩個方面:一種是對控制平面的研究,其主要的研究方向是提高SDN網絡的可擴展性和容錯性;另外一種是對數據平面的研究,研究者的主要研究方向是提高網絡鏈路帶寬負載均衡。故本文主要的研究分為以下兩個部分:(1)在控制平面上主要是針對在SDN網絡在對控制器故障移除的時間過高和控制器故障移除后如何保證控制器負載均衡的問題,本文提出了多領域分布式故障轉移機制(Failover Mechanisms for Multi-domain Distributed,FMMD),該方法是根據多領域分布式SDN網絡架構的特征和OpenFlow協(xié)議1.3.0中主從控制器的概念,進行控制器的故障移除。其中除本領域內的控制器為獨立交換機(獨立交換機是指故障控制器的下屬交換機)的主控制器外,將與其相鄰領域內的控制器作為獨立交換機的從屬控制器,并將這些控制器作為備用遷移控制器。通過計算獨立交換機和各個從屬控制器的遷移效率,從而確定各從屬控制器的優(yōu)先級。當主控制器發(fā)生故障時,獨立交換機選擇優(yōu)先級高的從屬控制器進行遷移并進行控制器的角色變換,從而確�？刂破髫撦d均衡。通過實驗表明,本文提出的FMMD移除方法有效地降低了故障轉移時間和端到端平均延遲時間,同時也有效地控制了控制器過載,從而使SDN網絡控制器達到負載均衡。(2)在數據平面主要的研究方向是基于OpenFlow的Fat-Tree數據中心網絡結構網絡鏈路負載均衡問題,由于傳統(tǒng)解決網絡鏈路負載均衡的方法存在兩個主要的問題:第一,在數據中心網絡中源地址端到目的地址端的可行路徑有多條,并且由于網絡鏈路帶寬使用率和鏈路的初始帶寬值不同,所導致的當前可用帶寬不同,如何在這些可行路徑集合中選擇當前平均可用帶寬最大路徑;第二,如何保證所選擇的可行路徑不會出現路徑瓶頸問題。本文針對以上兩個問題提出了多路徑動態(tài)規(guī)劃(Multipath Dynamic Programming,MDP)算法,該算法主要分為兩個步驟,首先通過Fat-Tree數據中心網絡結構特點在可行路徑的集合中使用動態(tài)規(guī)劃算法選擇出一條平均可用帶寬最大路徑。其次,通過計算該路徑的可用帶寬標準差來判定所選擇的路徑是否會出現瓶頸問題。并通過實驗將MDP算法與傳統(tǒng)的動態(tài)負載均衡(Dynamic Load Balancing,DLB)算法的隨流變化的平均帶寬率和平均報文傳輸延遲兩個性能參數進行對比,從而得出MDP算法更好的保證網絡鏈路的負載均衡。
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP393.0

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本文編號：2688621