SDN多控制器部署及動(dòng)態(tài)遷移機(jī)制研究.pdf

1、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。與傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)相比，該架構(gòu)將控制層與轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進(jìn)行解耦并將其集中到獨(dú)立的控制器中。這種改進(jìn)大大提高了網(wǎng)絡(luò)的開放性，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的靈活管理。作為一種新興架構(gòu)，SDN仍存在許多尚未解決的技術(shù)難題。本文研究了SDN網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和動(dòng)態(tài)管理性的問題。通過對(duì)SDN中數(shù)據(jù)傳輸和路徑請(qǐng)求的過程進(jìn)行研究，分析了影響網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性的幾個(gè)關(guān)鍵因素，并利用仿真對(duì)不同

2、控制器部署方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比。為進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的性能，本文設(shè)計(jì)了一種新的控制器和交換機(jī)映射關(guān)系的局部動(dòng)態(tài)調(diào)整方案，并構(gòu)建模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　首先將改進(jìn)后的Jackson模型應(yīng)用到SDN網(wǎng)絡(luò)中，研究了數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸原理，并且從理論上分析了控制器對(duì)數(shù)據(jù)包的處理時(shí)延分布和負(fù)載分布情況。利用MATLAB建立了仿真模型，通過不同的請(qǐng)求率和服務(wù)率對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　其次，本文分析了多控制器部署中常用的幾種算法，例如經(jīng)典的

3、k-center和k-median，并對(duì)這些算法的不足之處進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了新型的去邊緣化(DM)算法。DM算法以網(wǎng)絡(luò)的連通性和穩(wěn)定性為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行迭代，在多節(jié)點(diǎn)中尋找最優(yōu)的控制節(jié)點(diǎn)組合，并對(duì)優(yōu)化后的部署方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　最后，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流的動(dòng)態(tài)變化特性，對(duì)靜態(tài)部署方案進(jìn)行了改良，研究并設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)優(yōu)化算法的交換機(jī)動(dòng)態(tài)遷移策略，使網(wǎng)絡(luò)能夠以較小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器和交換機(jī)之間映射關(guān)系的靈活調(diào)整，從而適應(yīng)動(dòng)態(tài)流需求。仿真結(jié)果