基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量調(diào)度機(jī)制研究.pdf

1、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)主要存在以下問(wèn)題：首先，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?shù)形結(jié)構(gòu)使得鏈路帶寬容量限制；其次，ECMP靜態(tài)路由方法不能很好的利用數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)多路徑特性；最后，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)缺乏智能管理，不能實(shí)時(shí)地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理分配。本文對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的流量調(diào)度問(wèn)題展開(kāi)研究，利用SDN技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的智能化管理；針對(duì)傳統(tǒng)樹(shù)形拓?fù)滏溌穾挼南拗?，采用超額認(rèn)購(gòu)比為1:1的Fat-Tree拓?fù)洌煌ㄟ^(guò)對(duì)Hedera流量調(diào)度機(jī)制改進(jìn)解決E

2、CMP靜態(tài)路由方法帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬利用率低問(wèn)題。
　　在對(duì)Hedera流量調(diào)度機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)以下三個(gè)方面問(wèn)題。首先，SA算法未考慮當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬資源，容易引發(fā)流沖突；其次，SA算法采取同一 Pod內(nèi)的目的主機(jī)與核心交換機(jī)一一映射方法，沒(méi)有考慮經(jīng)過(guò)匯聚交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的流量的調(diào)度；最后，GFF算法調(diào)度過(guò)程中沒(méi)有考慮流帶寬需求變化，導(dǎo)致鏈路帶寬資源分配不合理。針對(duì)上面三個(gè)問(wèn)題，本文提出按需自適應(yīng)流量調(diào)度機(jī)制。該機(jī)制主要分為兩個(gè)部分，分別

3、是基于帶寬需求變化的調(diào)度流篩選策略和基于模擬退火遺傳算法的調(diào)度路徑搜索算法?；趲捫枨笞兓恼{(diào)度流篩選策略根據(jù)流帶寬需求變化和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬資源狀況篩選出未調(diào)度的流和當(dāng)前路徑帶寬不滿(mǎn)足帶寬需求變化的流，加入到調(diào)度流集合?；谀M退火遺傳算法的調(diào)度路徑搜索算法采取目的主機(jī)與最高層交換機(jī)映射方法，根據(jù)流的帶寬需求和當(dāng)前鏈路剩余帶寬信息對(duì)調(diào)度流集合中的流進(jìn)行全局調(diào)度路徑搜索。
　　本文利用POX控制器和Mininet模擬器實(shí)現(xiàn)了提出

4、的按需自適應(yīng)流量調(diào)度機(jī)制并通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)該機(jī)制進(jìn)行性能評(píng)估。實(shí)驗(yàn)仿真中，將按需自適應(yīng)流量調(diào)度機(jī)制與ECMP算法、GFF算法、SA算法、Ashman-BestFit算法和Ashman-ProbFit進(jìn)行對(duì)比分析。仿真結(jié)果表明，本文提出的按需自適應(yīng)流量調(diào)度機(jī)制在Stride、Staggered和Random三種通信模型下，平均對(duì)分帶寬均高于ECMP、GFF、SA和Ashman-ProbFit算法，特別地，在Stride(4)和 Stride