軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN,Software-defined Networking）采用控制轉(zhuǎn)發(fā)分離的設(shè)計思想,能夠克服傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)僵化的體系結(jié)構(gòu),支持靈活高效的網(wǎng)絡(luò)管理和敏捷的服務(wù)創(chuàng)新。流量工程通過對網(wǎng)絡(luò)傳輸行為進(jìn)行測量、分析和管理,可以有效提高網(wǎng)絡(luò)資源效用、改善用戶服務(wù)質(zhì)量。SDN支持邏輯集中的控制平面、開放可編程的數(shù)據(jù)平面和細(xì)粒度的數(shù)據(jù)流控制,可以為流量工程提供良好的體系結(jié)構(gòu)支撐。然而,這些特性也使SDN部署流量工程應(yīng)用時面臨嚴(yán)重的資源緊缺問題。近年來,研究者相繼從分布式控制平面、彈性控制、規(guī)則優(yōu)化放置、規(guī)則集壓縮等方面對SDN控制平面和數(shù)據(jù)平面的資源優(yōu)化進(jìn)行了積極的研究和探索。然而,這些設(shè)計思想在面向SDN流量工程應(yīng)用時,仍存在一些問題,主要包括:（1）分布式控制平面對網(wǎng)絡(luò)實施分域管理,使路徑控制流程復(fù)雜化,控制平面資源消耗成倍增加,造成嚴(yán)重的控制擴(kuò)張問題;（2）細(xì)粒度的路徑控制使規(guī)則集存在較大的轉(zhuǎn)發(fā)語義冗余和匹配域冗余,數(shù)據(jù)平面規(guī)則存儲資源利用率較低。針對上述問題,論文對面向流量工程的SDN資源優(yōu)化技術(shù)展開研究,通過設(shè)計靈活的控制平面資源管理分配機(jī)制和高效的規(guī)則集壓縮機(jī)制,提高流量工... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

SDN體系結(jié)構(gòu)

主要特征是以數(shù)據(jù)流為粒度展開網(wǎng)絡(luò)控制，而不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流定義為在若干頭部字段取值相同的多個數(shù)據(jù)包，這域。匹配域字段取值相同的數(shù)據(jù)包被抽象為一個數(shù)據(jù)流，邏輯。用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流的頭部字段集合可以根據(jù)需要任意適應(yīng)調(diào)整，從而展開靈活的和個性化的網(wǎng)絡(luò)控制。據(jù)流，控制器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)策略計算對該流的處理方式，包括將數(shù)據(jù)流的匹配域和動作封裝為規(guī)則，并將規(guī)則安裝至 Flow 規(guī)則包含匹配域、動作以及其他用于統(tǒng)計測量和規(guī)則數(shù)據(jù)包匹配到特定的數(shù)據(jù)流，動作規(guī)定了對該數(shù)據(jù)包的處持主動式和被動式兩種規(guī)則安裝方式。主動安裝方式中的處理規(guī)則，數(shù)據(jù)流到達(dá)交換機(jī)后，直接按照規(guī)則規(guī)定的方式中，規(guī)則安裝由網(wǎng)絡(luò)事件觸發(fā)。典型的網(wǎng)絡(luò)事件包括新流到達(dá)觸發(fā)的被動式規(guī)則安裝流程展開介紹。(3)計算轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則

流請求處理流程圖 2.1 所示，在部署分布式控制平面的 SDN 網(wǎng)絡(luò)中，多個控制器將網(wǎng)絡(luò)分為并進(jìn)行分域管理。每個控制器僅負(fù)責(zé)處理各自域內(nèi)產(chǎn)生的流請求，且僅向本換機(jī)安裝轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。多個控制器協(xié)作進(jìn)行全局網(wǎng)絡(luò)事件的處理。據(jù)數(shù)據(jù)流路徑特征和控制器與交換機(jī)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可以將 SDN 網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)流和跨域流 2 類。義 1 域內(nèi)流（local flow）。對一個數(shù)據(jù)流，若其流經(jīng)路徑上的所有交換機(jī)均制域，則稱該數(shù)據(jù)流為域內(nèi)流。圖 2.1 中 h1 到 h2 的數(shù)據(jù)流即為一個域內(nèi)流義 2 跨域流（global flow）。對一個數(shù)據(jù)流，若其流經(jīng)路徑上的交換機(jī)分屬控制域，則稱該數(shù)據(jù)流為跨域流。圖 2.1 中 h1 到 h3 的數(shù)據(jù)流即為一個跨域圖 2.1 所示，控制平面對域內(nèi)流和跨域流的處理流程不同，控制資源消耗也域內(nèi)流，控制平面的處理流程與單個控制器對流請求的處理流程相同，如下當(dāng)數(shù)據(jù)流的第一個數(shù)據(jù)包到達(dá)交換機(jī)時，若交換機(jī)中沒有匹配的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則請求（如 OpenFlow 的 PACKET_IN 消息）到本域控制器；c1 c2 c3

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Flow Stealer: lightweight load balancing by stealing flows in distributed SDN controllers[J]. Ping SONG,Yi LIU,Tianxiao LIU,Depei QIAN.  Science China（Information Sciences）. 2017(03)
[2]軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）研究進(jìn)展[J]. 張朝昆,崔勇,唐翯翯,吳建平.  軟件學(xué)報. 2015(01)
[3]可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系研究[J]. 蘭巨龍,程東年,胡宇翔.  通信學(xué)報. 2014(01)
[4]基于OpenFlow的SDN技術(shù)研究[J]. 左青云,陳鳴,趙廣松,邢長友,張國敏,蔣培成.  軟件學(xué)報. 2013(05)



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