基于混合SDN的多路徑負(fù)載均衡策略研究.pdf

1、近年來，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模迅速擴大，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流對鏈路帶寬提出了越來越大的需求。作為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的重要手段，網(wǎng)絡(luò)鏈路的負(fù)載均衡技術(shù)正受到網(wǎng)絡(luò)運營商越來越多的重視。當(dāng)前使用OSPF協(xié)議的IP網(wǎng)絡(luò)，一般都是利用優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)鏈路權(quán)重來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流的均衡分布。鏈路權(quán)重優(yōu)化屬于局部優(yōu)化，在網(wǎng)絡(luò)的瓶頸鏈路容易形成擁塞，造成很大的延遲，從而無法滿足不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。SDN是一個最新出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，把傳統(tǒng)網(wǎng)路的控制層和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層進行了解耦。S

2、DN控制器可以整合全網(wǎng)的鏈路狀態(tài)信息，從全局優(yōu)化的角度為網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流計算最優(yōu)的路由路徑，滿足各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的QoS需求，實現(xiàn)對全網(wǎng)的集中控制，提高網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬利用率，從而更加充分的利用網(wǎng)絡(luò)資源。
　　將傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)全部替換成SDN設(shè)備成本太高，而且SDN技術(shù)還不成熟，還需要長時間的發(fā)展。在未來的發(fā)展進程中，SDN設(shè)備逐漸替換傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)路由器，在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)SDN設(shè)備和傳統(tǒng)路由器共存的場景，也就是混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。針對當(dāng)前SD

3、N研究中，SDN控制器在進行流量優(yōu)化時，仍然使用單路徑路由的問題，本文提出了一種新的不相交多路徑路由算法，并將其部署在SDN控制器上。結(jié)合SDN設(shè)備可以任意多路徑轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)點，該路由算法可以使網(wǎng)絡(luò)流量在全網(wǎng)更均衡的分布。
　　針對混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的負(fù)載均衡問題，本文接下來進行了深入的研究，提出了一種新的完全多項式時間近似算法(Fully Polynomial Time ApproximationScheme，F(xiàn)PTAS)。實際上

4、，混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的負(fù)載均衡問題，與傳統(tǒng)的多商品流問題中的最大并行流問題非常相似，通過分析網(wǎng)絡(luò)中流量分布的特點，我們?yōu)樵搯栴}建立了數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)最大并行流問題的啟發(fā)式算法，并結(jié)合SDN設(shè)備的多路徑路由，我們提出了混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的SDN網(wǎng)絡(luò)流轉(zhuǎn)發(fā)的負(fù)載均衡算法。在對混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)鏈路負(fù)載均衡算法進行仿真實驗和分析后，發(fā)現(xiàn)該算法相對于傳統(tǒng)基于OSPF協(xié)議和現(xiàn)有SDN的負(fù)載均衡優(yōu)化效果更好，最大網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率更小，網(wǎng)