【摘 要】
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快速增长的网络流量给数据中心网络带来了许多挑战:一方面,为了完成网络流量转发服务会消耗大量能源,这给环境、经济及可持续发展都带来了挑战;另一方面,网络资源越来越紧张,
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快速增长的网络流量给数据中心网络带来了许多挑战:一方面,为了完成网络流量转发服务会消耗大量能源,这给环境、经济及可持续发展都带来了挑战;另一方面,网络资源越来越紧张,需要及时可靠的资源调度技术来实现高效的网络服务。路由优化方案可以通过分析、预测和调节流量传输的方式优化流量转发服务,从而减少互联网能耗,提高网络的整体性能。但是传统网络结构的分布式控制和转发形式无法实现细粒度的资源调度,难以满足网络技术发展和业务应用创新的需求,因此,需要新型的网络技术和架构为互联网注入新的活力。软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)是一种新兴的网络范式,它通过解耦控制平面和数据平面,将复杂的控制功能集中到控制器,从而让数据转发设备执行简单高效的转发服务。这种逻辑化集中的控制功能可以利用全局视图获取网络拓扑信息和流量信息,从而更细粒度地调节网络流量,降低路由设计的复杂度并提高路由设计的性能。本文主要从数据平面和控制平面两方面研究SDN路由技术。首先从节能问题入手分析数据平面SDN节能路由问题,通过分析SDN网络能耗模型得出新的优化目标,并在传统节能路由问题模型上加入控制路径的限制,提出动态权值的定义,通过动态权值更新的方法计算节能路径,从而协同考虑控制与转发流量,实现适用于SDN带内模式的节能路由。在实现节能路由后,网络拓扑和链路负载都发生变化,原始的控制网络将面临新的挑战,因此本文还研究了控制平面基于负载和修正成本的路由优化问题。该问题提出了链路关键度的概念,基于链路关键度并行计算k个最小生成树作为备选控制网络,并使用负载和修正成本作为评估因素对备选解进行评估,从而排序得出最优解,维持控制网络的可靠性。
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