SDN網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機(jī)信息技術(shù)的高速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)性能成為了互聯(lián)網(wǎng)用戶關(guān)心的首要問題。網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)的研究和發(fā)展能夠幫助網(wǎng)絡(luò)管理人員和研究人員及時了解網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，排除網(wǎng)絡(luò)故障，對網(wǎng)絡(luò)行為的特征規(guī)律有更深刻的理解。隨著軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)的提出和興起，SDN網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)的研究也受到越來越多的關(guān)注。相比于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)，SDN網(wǎng)絡(luò)將控制邏輯從數(shù)據(jù)平面分離，控制器能夠集中地管理數(shù)據(jù)層的流轉(zhuǎn)發(fā)，這種架構(gòu)上的優(yōu)勢有助于網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)的創(chuàng)新。Open

2、Flow作為目前主流的SDN南向接口協(xié)議，具備了實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡(luò)測量功能的部分條件，但想要獲取更詳細(xì)的報文級別信息，還需要對OpenFlow協(xié)議功能做進(jìn)一步的完善。
　　論文介紹了SDN架構(gòu)、OpenFlow協(xié)議、以及網(wǎng)絡(luò)測量的相關(guān)概念，并從性能平衡、資源利用和測量實時性三個角度總結(jié)了目前的SDN網(wǎng)絡(luò)測量研究的實現(xiàn)思路和優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，論文提出了一個利用OpenFlow協(xié)議進(jìn)行集中控制的SDN網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠收集SDN網(wǎng)

3、絡(luò)中的鏈路參數(shù)和流量信息，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、鏈路性能和流狀態(tài)的測量。論文的主要工作如下:
　　(1)利用OpenFlow交換機(jī)的計數(shù)器架構(gòu)和通信消息，如PACKET_ IN、STATS_REQUEST等，通過主動探測或被動的流信息統(tǒng)計，實現(xiàn)了拓?fù)錅y量、時延測量等針對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)性能的測量功能。
　　(2)針對OpenFlow協(xié)議在流量抽樣方面的缺陷，論文提出了基于OpenFlow協(xié)議擴(kuò)展的抽樣測量方案:在數(shù)據(jù)層，交換機(jī)利用新

4、增的抽樣動作，能夠通過流表項匹配對指定流進(jìn)行抽樣;在控制層，設(shè)計了基于多級流表和組表的抽樣規(guī)則，并對流量樣本進(jìn)行收集和分析，實現(xiàn)針對指定流或鏈路的測量。
　　(3)論文對Ryu控制器和OpenvSwitch虛擬交換機(jī)的進(jìn)行了學(xué)習(xí)，分析了Ryu應(yīng)用組件的消息監(jiān)聽機(jī)制、服務(wù)綁定機(jī)制，以及OpenvSwitch的二次開發(fā)原理。論文在相關(guān)平臺上對SDN網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)進(jìn)行了功能實現(xiàn)，并對系統(tǒng)進(jìn)行了實驗驗證，驗證了系統(tǒng)各項測量功能的準(zhǔn)確性。最后