基于SDN的網(wǎng)絡(luò)流量控制模型設(shè)計與研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)數(shù)目的增加和帶寬需求的持續(xù)增長，流量控制工程作為網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化的重要機制，越來越受到網(wǎng)絡(luò)運營商的重視。當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)的流量控制方法由于其路由方式的局限性，無法滿足不同業(yè)務(wù)的QoS需求，使現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的流量控制研究陷入了瓶頸。作為一種新的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的思路，SDN將數(shù)據(jù)平面與控制平面分離，數(shù)據(jù)層收集全網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，控制層實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的集中控制。SDN網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)全網(wǎng)絡(luò)拓撲和狀態(tài)信息，找到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)最優(yōu)的下一跳，保證不同

2、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的QoS需求。本文著重研究基于SDN的流量控制工程。
　　本文首先介紹了SDN網(wǎng)絡(luò)及其主要通信協(xié)議OpenFlow，詳細描述了SDN網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)過程，分析了現(xiàn)有的SDN網(wǎng)絡(luò)流量控制方法?；诂F(xiàn)有SDN流量所存在的網(wǎng)絡(luò)資源分配不均勻和數(shù)據(jù)平面的擁塞問題，提出分別對數(shù)據(jù)層和控制層進行管理規(guī)劃的流量控制模型。
　　其次，本文研究了SDN控制層的流量控制問題。通過對SDN控制器的流量轉(zhuǎn)發(fā)特點進行分析，我們發(fā)現(xiàn)該問題與傳

3、統(tǒng)的多商品流中的最大并行流問題類似。本文提出將基于多徑映射的多商品流算法用于SDN控制平面的流量控制，并基于OpenFlow網(wǎng)絡(luò)建立了虛擬網(wǎng)絡(luò)映射數(shù)學(xué)模型，并且采用迭代算法對其進行求解。仿真實驗對比了基于單徑映射的多商品流算法和基于多徑映射的多商品流算法，證明了多徑映射算法網(wǎng)絡(luò)性能更好、資源利用率更高，并可接受更多的業(yè)務(wù)請求接入，驗證了將多商品流算法用于SDN控制平面進行流量控制的可行性。
　　接下來，在SDN的數(shù)據(jù)平面，我們用隊

4、列管理算法執(zhí)行流量控制。目前實現(xiàn)最多的是RED算法，可以采用這種算法來預(yù)防網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有突發(fā)流量致使擁塞發(fā)生時，可以及時采取進一步的措施。在分析了RED及其改進算法在公平性和分組優(yōu)先級等方面存在的不足之后，提出了一種基于顏色分組的優(yōu)化TCRED算法用于SDN數(shù)據(jù)層。該模型對不同種類的數(shù)據(jù)流進行分類，標(biāo)記不同的顏色。用同一組參數(shù)對不同的數(shù)據(jù)流分組實施相同的管理策略，同時考慮了緩存區(qū)中分組到達和離去對隊列長度的影響。仿真實驗證明，