SDN可擴展路由及流表資源優(yōu)化研究.pdf

1、軟件定義網(wǎng)絡SDN定義了一種新的網(wǎng)絡架構，它的核心思想是將網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)平面和控制平面進行分離。典型的SDN網(wǎng)絡由控制器和網(wǎng)絡傳輸設備構成，不同于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡，SDN網(wǎng)絡中的傳輸設備僅保留數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，網(wǎng)絡的控制功能則都交由SDN控制器來完成?？刂破魇占S護整個網(wǎng)絡的狀態(tài)信息，并通過標準的OpenFlow協(xié)議集中管理網(wǎng)絡傳輸設備的轉(zhuǎn)發(fā)行為，實現(xiàn)對整個SDN網(wǎng)絡的控制。
　　可擴展性問題是SDN發(fā)展面臨的主要問題，本文從大規(guī)模SDN網(wǎng)絡

2、可擴展路由以及流表資源優(yōu)化兩方面來提高SDN網(wǎng)絡的可擴展性。(1)傳統(tǒng)SDN網(wǎng)絡的路由機制不適用于大規(guī)模網(wǎng)絡。當網(wǎng)絡中到達新的數(shù)據(jù)流時，控制器根據(jù)網(wǎng)絡拓撲為該流計算全網(wǎng)最優(yōu)的路由，并且更新路徑上所有SDN交換機中的流表項。然而，網(wǎng)絡規(guī)模增大或數(shù)據(jù)流量增多都會導致控制平面和數(shù)據(jù)平面之間交互信息的劇增，因此該路由方案存在可擴展性問題。(2)由于SDN交換機中的流表大部分都是由TCAM構成的，同時控制器單位時間可以處理的流請求消息數(shù)目也是有限

3、的，因此SDN網(wǎng)絡中的流表資源以及控制器計算資源都是受限的，需要進行有效的管理。另一方面，即時消息應用會產(chǎn)生數(shù)量巨大的流，在SDN網(wǎng)絡中將會消耗大量的流表資源和控制器計算資源，考慮該場景下的網(wǎng)絡資源優(yōu)化很有必要。本文的主要貢獻如下:
　　(1)針對大規(guī)模多域SDN網(wǎng)絡，本文提出了一種可擴展路由機制SRSO。不同于大部分SDN路由方案，SRSO在路由數(shù)據(jù)流時只需給路由路徑上的部分交換機添加流表項，該方案在保持網(wǎng)絡傳輸設備僅負責轉(zhuǎn)發(fā)功

4、能的同時，還減少了控制網(wǎng)絡中的交互信息。實際OpenFlow平臺上的實驗證明了SRSO路由機制的可行性;相比于其它SDN路由方案，仿真結果顯示SRSO路由機制具有更好的可擴展性。
　　(2)針對即時消息流，本文主要研究流表項idle timeout值的合理設定問題?；贠N/OFF模型，本文定量分析了即時消息流表項的idle timeout值對流表資源以及控制器計算資源的影響，然后考慮這兩類資源有限性的約束，給出idle_ tim