基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的快速增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商不斷加大服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備部署密度，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路呈指數(shù)型增長(zhǎng)。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下，由于網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)涞木o密綁定關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備增加，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度必然增加，網(wǎng)絡(luò)管理變得越來(lái)越困難，這嚴(yán)重制約了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的提高。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（software define network，SDN）是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面的解耦，提供對(duì)交換機(jī)直接集中式的編程能力，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽

2、象，屏蔽底層復(fù)雜度，為上層提供簡(jiǎn)單、高效的配置與管理。同時(shí)，SDN控制器可以實(shí)時(shí)獲取全局網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔?、狀態(tài)信息以及應(yīng)用需求，能夠方便地為網(wǎng)絡(luò)流選擇較優(yōu)路由路徑。目前，探索基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)路由算法是業(yè)界的研究熱點(diǎn)，尤其是深入開(kāi)展有效解決網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡和網(wǎng)絡(luò)能耗問(wèn)題的研究具有重要意義。
　　論文在 SDN架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)協(xié)議—OpenFlow的基礎(chǔ)上，從數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量特征研究入手，以SDN架構(gòu)的集中控制編程為技術(shù)路線，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)

3、載均衡和網(wǎng)絡(luò)節(jié)能兩個(gè)重要問(wèn)題，設(shè)計(jì)了具體的路由算法，完成的工作如下：
　　①論文針對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量的大小流特征，設(shè)計(jì)了一種基于 SDN的流分類(lèi)的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡路由。首先，通過(guò)OpenFlow協(xié)議收集網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交換機(jī)負(fù)載等信息，動(dòng)態(tài)地為流選擇路由。然后，只針對(duì)潛在大象流進(jìn)行檢測(cè)，減輕控制器開(kāi)銷(xiāo)。最后，對(duì)大象流進(jìn)行重路由，為其選擇最大用帶寬路徑避免碰撞。論文在Fat-Tree拓?fù)湎聦?duì)兩種流量模型進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：與傳統(tǒng)的

4、ECMP和Hedera動(dòng)態(tài)規(guī)劃路由方案相比，論文提出的路由方案能夠提高網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量和負(fù)載均衡性能，在核心交換機(jī)上負(fù)載分布更加均勻。
　?、谡撐尼槍?duì)數(shù)據(jù)中心流量具有明顯的晝夜模式特征，提出了鏈路利用率約束的節(jié)能優(yōu)化問(wèn)題，并設(shè)計(jì)了一種基于SDN的帶寬感知的節(jié)能路由。該方案在滿足網(wǎng)絡(luò)連通性和網(wǎng)路最大鏈路利用率約束條件下，通過(guò)休眠合適的交換機(jī)和鏈路，將流量集中在盡可能少的鏈路上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的同時(shí)，使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。論文在F