集中模型下的多約束路徑優(yōu)化.pdf

1、隨著業(yè)務(wù)快速發(fā)展，大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)把服務(wù)部署在多個(gè)數(shù)據(jù)中心。內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心間存在大量的應(yīng)用信息交互，而傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量具有不同的QoS需求和優(yōu)先級(jí)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸只提供盡力而為的服務(wù)，缺乏對(duì)業(yè)務(wù)端到端的服務(wù)質(zhì)量保障。為了解決這些問(wèn)題，MPLS-TE通過(guò)IGP、RSVP、LDP等協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了端到端的服務(wù)質(zhì)量保障。但在分布式控制下，復(fù)雜和龐大的整體協(xié)議體系導(dǎo)致了非常差的擴(kuò)展性和靈活性，很難滿(mǎn)足日新月異的業(yè)務(wù)需求。
　　SDN倡導(dǎo)控制面集中

2、化，帶來(lái)了全局的資源視圖、狀態(tài)視圖和策略視圖。相比于分布式控制，SDN能更好地優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能和滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求。本文在SDN的架構(gòu)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)能感知業(yè)務(wù)需求，執(zhí)行管理策略和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的流量控制系統(tǒng)。同時(shí)該系統(tǒng)為了更好地為業(yè)務(wù)和管理服務(wù)，提供了業(yè)務(wù)質(zhì)量追蹤，全網(wǎng)性能監(jiān)控的查詢(xún)接口。
　　系統(tǒng)將業(yè)務(wù)的若干個(gè)QoS需求和相應(yīng)的管理策略作為約束，以最小成本花費(fèi)或者負(fù)載均衡為優(yōu)化目標(biāo)，完成業(yè)務(wù)路徑的求解和網(wǎng)絡(luò)資源的分配?；诖?，本文設(shè)計(jì)了SD

3、N流量控制系統(tǒng)，并分為路徑計(jì)算、設(shè)備控制、狀態(tài)管理、應(yīng)用交互和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)五個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。路徑計(jì)算子系統(tǒng)負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的路徑計(jì)算，將業(yè)務(wù)分為關(guān)鍵保障業(yè)務(wù)、一般保障業(yè)務(wù)、非保障業(yè)務(wù)和大帶寬的非及時(shí)業(yè)務(wù)進(jìn)行路徑求解。計(jì)算子系統(tǒng)按照每一種業(yè)務(wù)的QoS需求和網(wǎng)絡(luò)策略約束，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，輸出最優(yōu)路徑。其中，一般保障業(yè)務(wù)的路徑計(jì)算屬于多約束路徑優(yōu)化MCOP問(wèn)題。本文的求解思路是通過(guò)將MCOP轉(zhuǎn)變?yōu)楦?jiǎn)單的MCP問(wèn)題求解。而MCP問(wèn)題通過(guò)H_MCOP啟發(fā)式算法

4、找到更優(yōu)的多約束可行解。設(shè)備控制子系統(tǒng)將路徑計(jì)算子系統(tǒng)的策略轉(zhuǎn)為對(duì)設(shè)備的控制，由Openflow協(xié)議插件和帶寬控制模塊組成。狀態(tài)管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)狀態(tài)。應(yīng)用交互子系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收策略下發(fā)和反饋網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，對(duì)業(yè)務(wù)和管理開(kāi)放配置策略和狀態(tài)查詢(xún)接口。為了防止系統(tǒng)重啟導(dǎo)致的重要配置數(shù)據(jù)丟失，本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)，將信息存儲(chǔ)于MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　為了驗(yàn)證系統(tǒng)方案的可行性和有效性，本文先驗(yàn)證了MCOP求解的正確性，再設(shè)計(jì)