軟件定義的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)控制層性能優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，軟件定義網(wǎng)絡(luò)倡導(dǎo)將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中的邏輯控制層與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層分離，并將所抽離出來的邏輯控制層以集中化的方式實現(xiàn)，從而形成對轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的集中控制。因而在此軟件定義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下，網(wǎng)絡(luò)管理者可以通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)所提供的API接口便捷地管理網(wǎng)絡(luò)。為了管理復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)的控制平面通常由多個控制器所組成的控制器集群分布式實現(xiàn)（例如，Onix)，而數(shù)據(jù)平面交換機通常靜態(tài)連接于控制器。
　　但是，由于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量頻繁波動，數(shù)據(jù)平面

2、交換機和控制平面控制器的靜態(tài)鏈接會導(dǎo)致高控制器響應(yīng)時延。因此，在前人工作表明軟件定義交換機可在不同控制器之間進行動態(tài)轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)上，針對此控制平面響應(yīng)時延高的問題，有必要在軟件定義的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中采用控制平面與數(shù)據(jù)平面的動態(tài)連接方式。
　　在軟件定義的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，為了同時地減少控制器響應(yīng)時間和控制流量帶來的額外開銷，本文將控制器的處理隊列抽象為一個M/M/1隊列并得到整個控制平面的響應(yīng)時延及流量開銷，最終將此控制器動態(tài)配置問題抽

3、象為一個最小化優(yōu)化問題，并通過真實系統(tǒng)驗證了模型的正確性。在這個問題中，各個控制器有一定的處理能力用來處理所連接的交換機發(fā)出的請求。而各個交換機在網(wǎng)絡(luò)流量變化的時候動態(tài)地匹配到不同的交換機上。在規(guī)模龐大數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，需要設(shè)計一個高效的算法解決此問題以滿足交換機能夠及時重新匹配到新的控制器上。
　　為此，基于穩(wěn)態(tài)匹配理論和合作博弈理論，本文設(shè)計了一個兩階段算法將原控制器動態(tài)配置問題轉(zhuǎn)化為一個有轉(zhuǎn)移的穩(wěn)態(tài)匹配問題。通過理論證明，本文