軟件定義網絡可靠性研究.pdf

1、軟件定義網絡(SDN，Software—defined Networking)是一種新型的網絡架構模型，其核心思想是將控制層和數據轉發(fā)層分離。控制層中的控制器集中式管理數據轉發(fā)層網絡，可以獲得全網的拓撲信息。根據全網的拓撲信息，控制器可以提供鏈路的負載均衡、路徑優(yōu)化、流量分發(fā)等應用功能。
　　當網絡規(guī)模較小時，一個控制器可以集中式管理全網，控制器獲取全網拓撲信息簡單直接。但當網絡規(guī)模較大時，依靠單一控制器已無法滿足管理全網的需求，

2、多控制器共同管理全網的方式隨之出現。使用多控制器管理全網，每個控制器只集中管理全網的一個子網，即每個控制器只收集它負責管理的子網的信息，并對這個子網的資源性能分配?？刂破鞅舜酥g交換自身控制的子網中的網絡拓撲信息，以此來獲得全網完整的拓撲信息，并在此基礎上做出決策。然而，如果其中某個控制器由于故障無法正確獲得自身子網中網絡拓撲信息，那么，其它控制器都無法從該控制器獲得完整的全網拓撲信息，由此導致控制器上各種應用的決策失誤。本論文提出了解

3、決這個問題的兩個方案，在這兩個方案中，控制器獨立探測網絡中的鏈路狀態(tài)，并能定位網絡中出現的鏈路故障的方案。論文的貢獻如下:
　　(1)針對已有方案定位多控制器SDN中多鏈路故障能力弱的問題，本文提出了基于遺傳算法的多環(huán)生成算法，該算法可以生成多環(huán)覆蓋網絡中所有鏈路，通過這些多環(huán)定位網絡中的多鏈路故障。算法同時對生成的多環(huán)的性能進行了優(yōu)化，使得生成的多環(huán)包含的重復鏈路數盡量少。實驗結果表明該方案在探測多鏈路故障的能力上比現有方案優(yōu)越

4、。
　　(2)為了適應網絡中出現鏈路增刪的情形，本文提出了基于樹分解定位多控制器SDN中鏈路故障的方案。首先，提出多度無損圖分割算法將網絡分割成多個獨立子網，相較于傳統(tǒng)的圖分割算法生成的子網，有如下特點:每個子圖中的節(jié)點具有連通性并且節(jié)點的度大于等于2;生成的子圖之間既有獨立性又具有連通性。其次，提出了最大度-寬度優(yōu)先樹分解算法在子圖中生成多環(huán)，該算法生成的多環(huán)的鏈路數目的均勻性和總時延較遺傳算法生成的多環(huán)優(yōu)越。實驗表明，基于樹分