基于SDN的IP骨干網(wǎng)流量調(diào)度研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在傳統(tǒng)IP骨干網(wǎng)中一般采取分布式的流量調(diào)度方式和靜態(tài)的路由策略。這些方法缺乏全局視角，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)鏈路的利用率較低和網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題。Google在2012將SDN(Software Defined Network)技術(shù)成功引入到IP骨干網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)了跨數(shù)據(jù)中心之間廣域網(wǎng)的集中式流量調(diào)度機(jī)制，使網(wǎng)絡(luò)中鏈路利用率提高到95％以上。這為運(yùn)營(yíng)商對(duì)其電信廣域網(wǎng)的流量調(diào)度帶來了新的思路。
　　本文探索將SDN技術(shù)引入到IP骨干網(wǎng)的可行性問題，針對(duì)I

2、P骨干網(wǎng)的特殊性，設(shè)計(jì)了基于SDN的流量調(diào)度架構(gòu)和粒度可變的流量調(diào)度算法，有效解決傳統(tǒng)IP骨干網(wǎng)中鏈路利用率低與鏈路負(fù)載不均衡等問題。本文的主要研究成果如下：
　?。?）分析了將SDN引入到IP骨干網(wǎng)所面臨的五個(gè)挑戰(zhàn)：控制器與交換機(jī)交互壓力成為性能的瓶頸，控制器下發(fā)路由表項(xiàng)的不一致性，控制器獲取網(wǎng)絡(luò)信息難度大，底層設(shè)備表項(xiàng)容量限制，流量調(diào)度算法性能要求高。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)了基于路徑標(biāo)識(shí)的集中式IP骨干網(wǎng)流量調(diào)度架構(gòu)。該架構(gòu)的主要

3、特點(diǎn)：1）預(yù)分配流表，將全局路由信息預(yù)先下發(fā)到底層設(shè)備，減少控制器與交換機(jī)交互信息；2）路徑標(biāo)識(shí)，使用全局唯一標(biāo)識(shí)表示全局唯一的路徑，解決表項(xiàng)下發(fā)不一致問題；3）分類非重疊表項(xiàng)，流表項(xiàng)匹配范圍不重疊，并且流表按照匹配規(guī)則進(jìn)行分類，結(jié)合SDN南向接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)匯聚流監(jiān)測(cè)機(jī)制；4）匯聚流粒度調(diào)整與流量調(diào)度交互執(zhí)行，匯聚流粒度調(diào)整為流量調(diào)度提供匯聚流預(yù)處理，將匯聚流粒度控制在合理范圍，避免表項(xiàng)數(shù)量過多，并且提高流量調(diào)度執(zhí)行效率，以及匯聚流遷

4、移成功率?；贔loodlight+Mininet平臺(tái)，驗(yàn)證了該架構(gòu)能夠完整執(zhí)行，并正確做出決策。
　　（2）為解決鏈路擁塞問題，設(shè)計(jì)了粒度可變的流量調(diào)度算法。該算法從調(diào)度對(duì)象和調(diào)度方法兩個(gè)方面設(shè)計(jì)，提出匯聚流粒度調(diào)整算法和流量調(diào)度算法。匯聚流粒度調(diào)整算法的作用是控制匯聚流粒度在合理范圍。為防止匯聚流粒度過細(xì)，提出了匯聚流聚合算法和匯聚流調(diào)換算法，為防止匯聚流粒度過粗，提出匯聚流拆分算法。流量調(diào)度算法的作用是通過匯聚流遷移降低擁塞