【摘 要】
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随着互联网的蓬勃发展,具有更高的网络吞吐量、更庞大的拓扑结构、更波动的网络流量的网络使得运营商对于网络监控更加依赖,传统的网络测量不足以适应如此庞大的网络拓扑与繁杂的网络流量,且不断提高的软件能力也给网络测量数据的供应带来越来越多的数量和质量的需求,这使得实现一个通用、高性能、拓展性强的带内网络遥测系统越来越迫切。然而,现有的网络遥测方案仍处于发展阶段,一些通用化数据格式、详细的构建标准、具体的搭
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随着互联网的蓬勃发展,具有更高的网络吞吐量、更庞大的拓扑结构、更波动的网络流量的网络使得运营商对于网络监控更加依赖,传统的网络测量不足以适应如此庞大的网络拓扑与繁杂的网络流量,且不断提高的软件能力也给网络测量数据的供应带来越来越多的数量和质量的需求,这使得实现一个通用、高性能、拓展性强的带内网络遥测系统越来越迫切。然而,现有的网络遥测方案仍处于发展阶段,一些通用化数据格式、详细的构建标准、具体的搭建细节等并未完全实现标准化,本文研究了软件定义网络架构在数据平面使用P4来实现带内网络遥测系统,主要工作如下:（1）分析了遥测系统的关键组成,不同模块所属的主要功能以及相应设计方案,并最终搭建了支持动态拓展、高性能、通用的网络遥测系统。同时,其考虑了数据平面实现事件检测的重要性,指出了遥测收集系统的动态拓展方案。在对设计方案进行验证搭建后表明,该方案在完成基本的带内遥测需求的前提下,具有很好的数据处理能力和高效的事件检测过滤机制。（2）针对当前的链路失效检测方案在要求高时效性时对网络带宽占用过高、不易处理拥塞和丢包、不能直接定位链路失效等问题,基于P4实现了在数据平面快速检测和定位链路失效方案IPFD,该方案在保证透明、低侵入、高效、通用的前提下,能够在数十毫秒的粒度实现链路失效的快速检测与定位。仿真表明,这种方案对于带宽占用少、对于网络拥塞不敏感,能够在无需控制平面参与的情况下直接对链路失效进行快速定位。（3）针对失效链路快速恢复算法可能造成路径拥塞,而控制平面参与的链路恢复耗时过长的缺点,基于P4使用多路径实现了快速路由恢复方案FR-RFMP,该方案能够基于控制面预先下发的多路径,在发生链路失效时快速进行链路恢复,运行时能均匀分配流量、无须控制平面参与、基于全局拥塞实现数据平面选路。仿真表明,这种方案相比其他的快速路由恢复方法,能够有效避免网络拥塞,减少业务流的完成时间,具有良好的性能表现。
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