SDN網絡中資源偏好感知的路由與內容緩存機制研究.pdf

1、軟件定義網絡(SDN)和信息中心網絡(ICN)是未來網絡發(fā)展的兩大方向。通過轉發(fā)平面和控制平面的分離，SDN網絡實現了從傳統(tǒng)分布式網絡到集中式網絡架構的轉變。鑒于現有網絡越來越多的內容分發(fā)的需求，通過內容命名和網絡內緩存等方式，ICN網絡實現了從傳統(tǒng)主機為中心的網絡到信息（內容）為中心的網絡架構的轉變。將SDN和ICN融合成軟件定義信息中心網絡(SD-ICN),可同時繼承SDN和ICN網絡的優(yōu)點，實現了對ICN網絡的集中控制。SD-IC

2、N控制平面可以通過編程實現復雜的邏輯決策，而轉發(fā)平面只需根據控制平面的指令執(zhí)行簡單的操作。SD-ICN正得到越來越多的研究者的關注。
　　SDN網絡控制平面基于OpenFlow協議實現對數據平面的集中管理，并通過向OpenFlow交換機下發(fā)流表控制交換機的行為。OpenFlow交換機的流表存儲基于三態(tài)內容尋址存儲器(TCAM)實現。TCAM查詢速度快、能耗高，導致可用TCAM資源受限，因此交換機的流表資源是有限的昂貴資源?，F有一些

3、ICN網絡架構（如命名數據網絡NDN）很難實現對網絡內容的集中控制，導致網絡內容查找效率低，內容路由不可靠。同時，ICN網絡的on-path緩存策略（如LCE）使得流行內容在網絡中大量復制，導致緩存冗余。針對上述問題，本文分別提出了對應的路由和緩存策略，以有效使用網絡資源。論文的主要貢獻如下:
　　(1)針對SDN網絡中流表和帶寬資源有限性的問題，本文首先提出了SDN網絡中資源偏好感知的批路由策略BRP-SA。SDN網絡中有限的交

4、換機流表資源限制了流經節(jié)點的業(yè)務流數目，有限的帶寬資源限制了流經鏈路的業(yè)務流數據流量。BRP-SA將業(yè)務流分為長流和短流，并基于業(yè)務流特點分別定義帶寬資源偏好和流表資源偏好度?；赟DN網絡集中控制的特點，BRP-SA提出使用批路由策略處理多個同時到達SDN控制器的業(yè)務流請求。仿真結果表明，BRP-SA算法可以有效地均衡流表資源和帶寬資源的使用，因此可以使網絡接納更多的業(yè)務流請求。
　　(2)本文將SDN和ICN融合，提出了一種新

5、的SD-ICN網絡架構，并擴展OpenFlow協議使其支持內容相關的操作。SD-ICN實現了對ICN網絡的集中控制，亦簡化了ICN網絡內容相關的操作流程。針對緩存策略，本文基于SD-ICN網絡集中式的特點，提出了SD-ICN網絡中資源偏好感知的反應式鄰居緩存策略PRNC。PRNC考慮了內容請求的流行度及其對鏈路帶寬和節(jié)點存儲資源的偏好度，充分利用了內容請求和網絡拓撲的特性，將網絡流行內容緩存在內容請求者的鄰居節(jié)點。仿真結果表明PRNC可