基于SDN的IP網(wǎng)絡(luò)流量工程問題研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)目和帶寬需求的快速增加,流量工程作為網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化的重要機制受到了網(wǎng)絡(luò)運營商越來越多的重視。當前IP網(wǎng)絡(luò)的流量工程方法主要有兩種:IGP權(quán)重優(yōu)化和MPLS-TE。IGP權(quán)重優(yōu)化由于路由的局限性容易造成網(wǎng)絡(luò)阻塞或是無法滿足不同業(yè)務(wù)的 QoS需求,而 MPLS-TE因為實現(xiàn)以及維護的開銷非常大而不適合廣泛的部署,這導致了IP網(wǎng)絡(luò)流量工程的研究遇到了瓶頸。SDN作為一個新興的技術(shù)通過將網(wǎng)路控制層面和轉(zhuǎn)發(fā)層面的分離使得SDN控制器能

2、夠?qū)崿F(xiàn)對全網(wǎng)的集中控制,通過收集全網(wǎng)狀態(tài)找到業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)最優(yōu)的下一跳,保證業(yè)務(wù)QoS需求,同時為業(yè)務(wù)的分流轉(zhuǎn)發(fā)提供了更小的調(diào)控粒度,使得網(wǎng)絡(luò)資源能夠得到充分利用。本文將著重研究基于SDN技術(shù)的IP網(wǎng)絡(luò)流量工程方法。
　　本文首先研究了SDN路由器全配置下IP網(wǎng)絡(luò)流量工程問題。為了解決該問題,我們首先建立了數(shù)學模型,并對SDN路由器的流量轉(zhuǎn)發(fā)特點進行分析,發(fā)現(xiàn)該問題與傳統(tǒng)多商品流問題中的最大并行流問題相似。所以根據(jù)最大并行流問題的啟發(fā)式

3、算法我們得到了 SDN路由器全配置場景下的 SDN業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)的啟發(fā)式算法。在對 SDN路由器全配置場景下的 SDN業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)算法進行仿真分析后,發(fā)現(xiàn)在大網(wǎng)時該算法相對于傳統(tǒng)的基于OSPF的流量工程優(yōu)化效果更好。
　　從傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)演變到全SDN路由器的IP網(wǎng)絡(luò)還需要相當長的時間。在演變的過程中網(wǎng)絡(luò)中必然會出現(xiàn)SDN路由器和傳統(tǒng)路由器并存的局面。針對該局面,本文接下來對 SDN路由器稀疏配置下的 IP網(wǎng)絡(luò)流量工程問題進行研究,提出了SD

4、N稀疏配置下的SDN業(yè)務(wù)路由優(yōu)化算法。
　　在上述算法的研究中,我們假設(shè)IP網(wǎng)絡(luò)的鏈路權(quán)重已知,但是這影響了網(wǎng)絡(luò)的流量優(yōu)化性能。因此,在第四章中我們進一步研究了鏈路權(quán)重與SDN路由聯(lián)合優(yōu)化問題,并提出了SDN路由轉(zhuǎn)發(fā)和鏈路權(quán)重聯(lián)合優(yōu)化算法。
　　當IP網(wǎng)絡(luò)中SDN路由器為稀疏配置時,SDN路由器的放置位置對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的結(jié)果影響比較大,為了找到更好的放置位置,在本文最后對SDN路由器的放置位置進行研究,并提出了基于貪婪法的SDN