軟件定義網(wǎng)絡(luò)可靠性研究.pdf

1、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN，Software—defined Networking)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型，其核心思想是將控制層和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層分離。控制層中的控制器集中式管理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層網(wǎng)絡(luò)，可以獲得全網(wǎng)的拓撲信息。根據(jù)全網(wǎng)的拓撲信息，控制器可以提供鏈路的負載均衡、路徑優(yōu)化、流量分發(fā)等應(yīng)用功能。
　　當網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小時，一個控制器可以集中式管理全網(wǎng)，控制器獲取全網(wǎng)拓撲信息簡單直接。但當網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時，依靠單一控制器已無法滿足管理全網(wǎng)的需求，

2、多控制器共同管理全網(wǎng)的方式隨之出現(xiàn)。使用多控制器管理全網(wǎng)，每個控制器只集中管理全網(wǎng)的一個子網(wǎng)，即每個控制器只收集它負責管理的子網(wǎng)的信息，并對這個子網(wǎng)的資源性能分配?？刂破鞅舜酥g交換自身控制的子網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，以此來獲得全網(wǎng)完整的拓撲信息，并在此基礎(chǔ)上做出決策。然而，如果其中某個控制器由于故障無法正確獲得自身子網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，那么，其它控制器都無法從該控制器獲得完整的全網(wǎng)拓撲信息，由此導(dǎo)致控制器上各種應(yīng)用的決策失誤。本論文提出了解

3、決這個問題的兩個方案，在這兩個方案中，控制器獨立探測網(wǎng)絡(luò)中的鏈路狀態(tài)，并能定位網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的鏈路故障的方案。論文的貢獻如下:
　　(1)針對已有方案定位多控制器SDN中多鏈路故障能力弱的問題，本文提出了基于遺傳算法的多環(huán)生成算法，該算法可以生成多環(huán)覆蓋網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路，通過這些多環(huán)定位網(wǎng)絡(luò)中的多鏈路故障。算法同時對生成的多環(huán)的性能進行了優(yōu)化，使得生成的多環(huán)包含的重復(fù)鏈路數(shù)盡量少。實驗結(jié)果表明該方案在探測多鏈路故障的能力上比現(xiàn)有方案優(yōu)越

4、。
　　(2)為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)鏈路增刪的情形，本文提出了基于樹分解定位多控制器SDN中鏈路故障的方案。首先，提出多度無損圖分割算法將網(wǎng)絡(luò)分割成多個獨立子網(wǎng)，相較于傳統(tǒng)的圖分割算法生成的子網(wǎng)，有如下特點:每個子圖中的節(jié)點具有連通性并且節(jié)點的度大于等于2;生成的子圖之間既有獨立性又具有連通性。其次，提出了最大度-寬度優(yōu)先樹分解算法在子圖中生成多環(huán)，該算法生成的多環(huán)的鏈路數(shù)目的均勻性和總時延較遺傳算法生成的多環(huán)優(yōu)越。實驗表明，基于樹分