基于OpenFlow網(wǎng)絡(luò)的QoS保障子系統(tǒng)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)中日益涌現(xiàn)的多種應(yīng)用均對服務(wù)質(zhì)量(Quality of service,QoS)有嚴(yán)格的要求,研究者在過去的二十年里已經(jīng)探索出許多QoS架構(gòu),但由于各種原因,這些QoS架構(gòu)均未得到真正的推廣使用。OpenFlow作為一種管控分離的新型網(wǎng)絡(luò)交換模型,能夠提供靈活的流定義,并且集中式的網(wǎng)絡(luò)控制能夠獲取最新的全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。此外,OpenFlow能對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行瞬時(shí)管理以無縫適應(yīng)端到端的網(wǎng)絡(luò)行為,所以在OpenFlow上部署的任意QoS機(jī)制

2、/框架都將能支持端到端QoS。目前,國內(nèi)外基于 OpenFlow網(wǎng)絡(luò)的 QoS體系架構(gòu)研究還相對較少,這些研究主要利用資源預(yù)留、優(yōu)先級隊(duì)列以及QoS路由等為應(yīng)用提供QoS保證。但是前兩者會對無QoS要求的流產(chǎn)生較大影響,而當(dāng)前的QoS路由研究并沒有真正結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),所以計(jì)算的路徑缺乏準(zhǔn)確性。
　　針對上述問題,本論文利用OpenFlow全局控制、支持統(tǒng)計(jì)信息收集的特點(diǎn)提出了一個(gè)QoS保障子系統(tǒng),該QoS保障子系統(tǒng)主要通過收集網(wǎng)

3、絡(luò)實(shí)時(shí)的QoS參數(shù)信息,利用QoS路由技術(shù)為應(yīng)用提供QoS保證。該QoS保障子系統(tǒng)包含五個(gè)重要模塊:路徑計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)測量、接入控制、流管理、拓?fù)涔芾?。本文?FloodLight控制器開發(fā)平臺中設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了路徑計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)測量這兩個(gè)核心模塊,并對拓?fù)涔芾砟K進(jìn)行了修改。路徑計(jì)算用于計(jì)算滿足用戶QoS要求的路徑,本文在研究了多種QoS路由算法后,采用NR_DCLC路由算法來為QoS應(yīng)用計(jì)算優(yōu)化的路徑。網(wǎng)絡(luò)測量用于收集當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)信息,它

4、又分為三個(gè)子模塊,分別是鏈路使用測量模塊、丟包測量模塊和時(shí)延測量模塊。路徑計(jì)算模塊參照網(wǎng)絡(luò)測量提供的QoS狀態(tài)信息計(jì)算優(yōu)化的QoS路由,網(wǎng)絡(luò)測量也會在資源無法滿足應(yīng)用的QoS要求時(shí)通知路徑計(jì)算模塊重新選擇路徑。本文利用 Mininet仿真平臺,對 QoS保障子系統(tǒng)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)仿真與驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)測量能夠正確獲取網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息,基于本文的路徑計(jì)算方法能夠提高資源利用率并且在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重路由。
　　本文所提出的新型