【摘 要】
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随着互联网的不断发展,人们对于网络的性能需求越来越高。现在的TCP/IP网络面临着复杂的网络管理、封闭的网络设备等问题。软件定义网络(Software-defined Network, SDN)是一
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随着互联网的不断发展,人们对于网络的性能需求越来越高。现在的TCP/IP网络面临着复杂的网络管理、封闭的网络设备等问题。软件定义网络(Software-defined Network, SDN)是一种新型网络创新架构,可以有效地解决当前网络中难以解决的问题。随着SDN网络规模地逐渐扩大,单个逻辑集中的控制器会遇到单点故障以及可扩展性问题。而分布式控制系统是解决可扩展性问题的有效方案。分布式控制系统中设计到多个控制器,在大型网络中如何部署控制器,也是个需要解决的挑战。多控制器部署问题中,交换机依赖于控制器来进行数据转发处理,因此交换机和控制器之间的链路稳定是一个很重要的因素。因此本论文目标是找到一种控制器的部署方案,保证交换机和控制器之间通信的可靠性,同时尽可能地减小交换机和控制器之间的通信延时。同时,在中小型网络中部署多控制器时,除了传播时延,控制器的响应时间也是影响QoS一个很重要的因素。因此,本论文研究在实际网络部署时,如何使用合理的网络资源来满足QoS要求。本文针对以上两个方面分别进入了深入研究,主要贡献如下:(1)基于对SDN分布式控制器和多控制器部署算法调研的基础上,研究了转发平面故障对于网络性能的影响,尤其是交换机和控制器性之间的可靠性,提出一种基于稳定性的cycle k-medoids算法。(2)本论文在真实拓扑上进行仿真,结果表明本文提出的cycle k-medoids算法明显地提高交换机和控制器通信的可靠性,同时保持比较低的时延。(3)研究了多控制器部署时的服务质量(Quality of Service,QoS)问题。本论文对SDN中流的处理过程进行了建模,分析了控制器对于流的响应时间及其影响因素。同时考虑控制器的负载和传播时延,提出一种保证QoS的启发式算法。(4)本论文在真实拓扑上进行仿真,指出在一定范围下提高控制器容量和时延上限可以减小所需部署的控制器数量。这对于实际网络中部署有一定的指导作用。
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