隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)變得越來越復(fù)雜,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)將迎來拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、路由規(guī)劃、負(fù)載均衡等多方面的挑戰(zhàn)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-Defined Networking,SDN)作為新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),其集中控制的網(wǎng)絡(luò)管理方式與可編程的特性為解決網(wǎng)絡(luò)流量增長造成的路徑擁塞問題提供了良好的方法。因此,本文基于SDN技術(shù)來研究網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的路由算法與策略,以達到網(wǎng)絡(luò)流量合理分配與傳輸?shù)哪康�。針對SDN工作的不同階段,本文在拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)階段通過改進的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)機制降低控制器負(fù)載;在路由規(guī)劃階段使用高效的動態(tài)鏈路負(fù)載均衡路由算法解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問題,并通過對重路由流量變化量的計算尋找最佳路徑分配方案;在流表下發(fā)階段依據(jù)優(yōu)先級約束的流表更新策略避免網(wǎng)絡(luò)流量在重路由過程的傳輸中斷。本文首先介紹了課題的研究背景與意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及研究內(nèi)容。其次,對論文涉及的體系架構(gòu)與相關(guān)技術(shù)作了簡要的概述。然后,對目前主流的SDN控制器平臺實現(xiàn)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的成本和開銷進行評估,提出一種基于鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議的改進拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)機制。該機制通過減少控制器發(fā)送和處理的消息數(shù)來降低控制器負(fù)載,實驗結(jié)果表明改進的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)機制大大提高了拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的性能。接下來,提出一種動態(tài)鏈路負(fù)載均衡路由算法。在路徑初始化階段,該算法預(yù)先計算交換機之間所有可能的路徑并根據(jù)鏈路剩余帶寬選擇初始化路徑;在動態(tài)路徑優(yōu)化階段,此算法周期性地檢查網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡狀態(tài),一旦檢測到負(fù)載不均衡則通過多鏈路子算法為覆蓋剩余帶寬最少鏈路集合的數(shù)據(jù)流的路徑進行重路由,若負(fù)載仍不均衡則調(diào)用單鏈路子算法為覆蓋剩余帶寬最少鏈路的數(shù)據(jù)流的子路徑進行重路由。實驗結(jié)果表明,所提出的路由算法相較于目前的LABERIO算法,能夠獲得更高的鏈路平均帶寬利用率和數(shù)據(jù)流平均吞吐量。同時,提出一種優(yōu)先級約束的流表更新策略。該策略確保在重路由過程中流表項以正確的次序更新,有效避免了數(shù)據(jù)流傳輸中斷的問題。最后,在線性規(guī)劃單純形算法中實現(xiàn)求解多重最優(yōu)解的可能,并提出一種重路由流量變化量計算方法。該方法通過累加網(wǎng)絡(luò)中各個數(shù)據(jù)流需求的變化量求得總流量變化量,以此在多重最優(yōu)解中尋找流量變化最小的最優(yōu)解,從而減少重路由過程數(shù)據(jù)包次序錯亂問題的發(fā)生。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.0

【參考文獻】

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本文編號：2820463