軟件定義數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性分析與主動(dòng)同步.pdf

1、隨著云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，作為云計(jì)算基礎(chǔ)框架的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)吸引了來自學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，并得到了高速發(fā)展。諸如數(shù)據(jù)收集、視頻內(nèi)容托管交互、社交網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都需要依靠數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的支撐，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的同時(shí)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)所受到的檢驗(yàn)也日趨嚴(yán)格。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)越來越多地被運(yùn)用到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的管理與構(gòu)建當(dāng)中，以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的全局部署。
　　在SDN控制中，單個(gè)控制器控制的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)由于控制器本

2、身性能的限制，其可控制的服務(wù)器數(shù)量相對(duì)有限，勢(shì)必?zé)o法滿足云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性的要求。多區(qū)域多控制器數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)通過增加控制器數(shù)量增強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的整體控制，以滿足大型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)對(duì)于可擴(kuò)展性及穩(wěn)定性的要求。然而由于控制器只對(duì)其所控制的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，因而需確?？刂破髦g信息的一致性才能避免多控制器系統(tǒng)的崩潰，從而需要在控制器之間進(jìn)行信息同步。現(xiàn)有的控制器之間的同步算法是一種基于時(shí)間的周期同步算法，然而不論是采用定時(shí)

3、更新還是定時(shí)更新與實(shí)時(shí)更新混合的周期同步算法都可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信息的不一致性，從而致使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有較高的丟包率和較差的負(fù)載平衡。
　　為了保證網(wǎng)絡(luò)的一致性，本文提出了一個(gè)基于事件觸發(fā)的主動(dòng)同步算法，在本文的算法中，控制器之間的信息同步是根據(jù)選定的服務(wù)器上的負(fù)載是否超過其所在區(qū)域的所有服務(wù)器總負(fù)載的平均值而被觸發(fā)的。因?yàn)橄噍^于基于時(shí)間的同步而言，基于事件觸發(fā)同步有更好的靈活性，使得主動(dòng)同步算法不僅對(duì)負(fù)載變化更為敏感，也消除了同步與時(shí)間之

4、間的關(guān)聯(lián)，避免了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)的出現(xiàn)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與現(xiàn)有的周期同步算法相比，主動(dòng)同步算法在丟包率和負(fù)載平衡方面有著更好的性能。而在相近的負(fù)載平衡性能表現(xiàn)下，主動(dòng)同步算法相比周期同步算法也有著更少的同步開銷。
　　在提出了多個(gè)控制器控制下的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)同步算法之后，本文通過網(wǎng)絡(luò)中的鏈路負(fù)載作為事件狀態(tài)，負(fù)載的變化視為離散事件，將數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建立為一個(gè)五元離散事件系統(tǒng)，根據(jù)李雅普洛夫穩(wěn)定性分析方法，找出了可以令該系統(tǒng)滿足