基于抽樣的OpenFlow網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與管理也日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)暴露出一系列問題。在此背景下，軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software-Defined Networking，SDN）通過將控制層從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中分離，集中到邏輯獨(dú)立的控制器中，從而簡化了網(wǎng)絡(luò)管理。與此同時(shí)，SDN網(wǎng)絡(luò)測(cè)量也吸引了許多研究者的關(guān)注。OpenFlow協(xié)議是控制層和數(shù)據(jù)層之間通信的標(biāo)準(zhǔn)南向接口，控制器便可以通過輪詢交換機(jī)流表獲得流統(tǒng)計(jì)信息，但同時(shí)也增加了控制信道的監(jiān)測(cè)負(fù)載

2、。抽樣技術(shù)能夠減緩監(jiān)測(cè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的有效監(jiān)測(cè)，并且能實(shí)時(shí)感知網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。因此，如何在OpenFlow網(wǎng)絡(luò)中結(jié)合抽樣技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)是目前研究的重點(diǎn)。本文圍繞以上目標(biāo)研究并實(shí)現(xiàn)了基于抽樣的OpenFlow網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，論文的主要內(nèi)容如下:
　　1.基于抽樣的自適應(yīng)輪詢頻率調(diào)整:降低網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)所帶來的負(fù)載而又能得到精確測(cè)量結(jié)果一直是網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的研究目標(biāo)之一。目前，控制器多以固定周期輪詢OpenFlow交換機(jī)來獲取統(tǒng)計(jì)信息

3、，該方法在輪詢周期較短時(shí)，能夠提升測(cè)量精度，但同時(shí)也增加了對(duì)OpenFlow交換機(jī)的負(fù)載。本文在研究測(cè)量精度和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載之間的平衡問題基礎(chǔ)上，提出一種基于抽樣的自適應(yīng)輪詢頻率調(diào)整方法，利用OpenFlow協(xié)議擴(kuò)展的抽樣功能，對(duì)匹配流進(jìn)行抽樣與分析，根據(jù)流量變化率實(shí)時(shí)調(diào)整輪詢頻率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，它能夠在不增加過多負(fù)載的情況下，為測(cè)量任務(wù)提供精確的統(tǒng)計(jì)信息。
　　2.OpenFlow網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中大流的檢測(cè):網(wǎng)絡(luò)中少量的大流占據(jù)了大部分網(wǎng)絡(luò)

4、流量的的現(xiàn)象，一直受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。由于OpenFlow交換機(jī)流表項(xiàng)能夠統(tǒng)計(jì)流量的字節(jié)數(shù)和報(bào)文數(shù)，因此可通過查詢流表項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來檢測(cè)出大流。但是，OpenFlow交換機(jī)中TCAM資源是有限的，它能維持的流表項(xiàng)數(shù)目也是有限的，所以當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在大量流時(shí)，無法獲取所有流的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)中，抽樣技術(shù)能夠節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源而被廣泛應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)測(cè)量領(lǐng)域。本文提出一種基于抽樣的大流流量識(shí)別方法，該方法利用抽樣技術(shù)對(duì)每條流進(jìn)行抽樣識(shí)別出潛在大流，