軟件定義網(wǎng)絡(luò)中OpenFlow流規(guī)則處理性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支持了大量的協(xié)議和各種設(shè)備，使得網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜，反而造成一些功能的下降，不光阻礙了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)進(jìn)步，而且不能跟上而今互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)、云存儲(chǔ)、海量與種類并存的大數(shù)據(jù)、虛擬化技術(shù)等應(yīng)用走向的步伐。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)作為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最具前景的一種新型網(wǎng)絡(luò)范式，被提出來(lái)解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的不足。它將邏輯控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)相分離，對(duì)網(wǎng)絡(luò)配備的控制層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層功能從新開(kāi)始展開(kāi)界定和抽象，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備軟件可編程，提升了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可編程能力

2、，成為近年來(lái)未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。論文最開(kāi)始闡述了SDN技術(shù)的形成背景、特性及發(fā)展近況;其次對(duì)軟件定義網(wǎng)絡(luò)中OpenFlow流規(guī)則處理性能的現(xiàn)狀做了詳細(xì)介紹;然后分別對(duì)流規(guī)則的生成和下發(fā)模式進(jìn)行了研究，提出了解決OpenFlow流規(guī)則處理性能問(wèn)題的方法;最后給出了總結(jié)和展望。本文的主要研究工作如下:
　?。ㄒ唬┽槍?duì)軟件定義網(wǎng)絡(luò)中OpenFlow流規(guī)則的生成問(wèn)題，提出了一種基于混合制排隊(duì)論的SDN控制器性能評(píng)估模型。流規(guī)則的生成

3、是發(fā)生在控制器中的，而SDN在實(shí)際應(yīng)用部署時(shí)將面臨控制器性能瓶頸的挑戰(zhàn)，因而有必要理解SDN控制器的性能特性。為此，本文首先對(duì)SDN控制器中Packet-in請(qǐng)求報(bào)文的到達(dá)過(guò)程和處理時(shí)間進(jìn)行分析，進(jìn)而基于排隊(duì)論提出了一種容量有限的SDN控制器性能評(píng)估模型M/M/1/m，推導(dǎo)得出了該模型的性能參數(shù)，包括:平均等待隊(duì)長(zhǎng)、平均等待時(shí)間、平均隊(duì)列長(zhǎng)度和平均逗留時(shí)間。最后，采用控制器性能測(cè)量工具Cbench對(duì)該模型做出了實(shí)驗(yàn)評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:相

4、對(duì)于現(xiàn)有其它模型，該模型的估計(jì)時(shí)延更接近于實(shí)際測(cè)量時(shí)延，可更精確地描述SDN控制器的性能。
　　（二）針對(duì)軟件定義網(wǎng)絡(luò)中流規(guī)則下發(fā)的不一致性癥狀，提出了一種基于時(shí)延約束的SDN流規(guī)則一致性更新策略。本文針對(duì)的是SDN部署的帶內(nèi)(in-band)控制場(chǎng)景，SDN控制器在下發(fā)流規(guī)則到交換機(jī)時(shí)引入時(shí)延約束，通過(guò)最短路徑和關(guān)鍵路徑算法求解不同交換機(jī)之間的時(shí)延差，使流路徑上的交換機(jī)一致地轉(zhuǎn)發(fā)流中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文所提的方法能