軟件定義網(wǎng)絡中交換機流表算法研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的移動終端和PC網(wǎng)絡集群已經(jīng)成為人們學習、生活、工作中必不可少的一部分，但是近些年來，大數(shù)據(jù)和新型計算機網(wǎng)絡等網(wǎng)絡技術的出現(xiàn)打破傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡的格局。網(wǎng)絡的規(guī)模和應用層的軟件業(yè)務量都處于強勢的上升期，使得網(wǎng)絡南北、東西兩向的流量和信息交互對網(wǎng)絡交換機設備的軟硬件要求也隨之提高，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡交換機匹配結構已經(jīng)無法在冗余復雜封閉的網(wǎng)絡中進行大規(guī)模的網(wǎng)絡擴展。
　　為了適應今后互聯(lián)網(wǎng)應用的需求和解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡體

2、系結構，引入了軟件定義網(wǎng)絡(Software Defined Network，SDN)，SDN是一種全新型且更具有符合當代網(wǎng)絡發(fā)展的網(wǎng)絡體系架構，其核心思想是從傳統(tǒng)的交換機中把具體業(yè)務通過細化分類，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面和路由控制平面分離。
　　OpenFlow交換機是SDN的轉(zhuǎn)發(fā)層面的基礎單元結構，也是其層面進行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的主要工作設備，它的性能則直接影響網(wǎng)絡的給用戶體驗的差異，而OpenFlow交換機的流表項匹配工作流程，又是SDN其

3、轉(zhuǎn)發(fā)層面的決策機制的核心架構。雖然基于新型的網(wǎng)絡提出的OpenFlow交換機本身適合當今網(wǎng)絡發(fā)展的需求，但必然存在可以優(yōu)化甚至改善的可研究性問題。其交換機的存儲空間和匹配速度兩項指標被受學界和業(yè)界關注。交換機的優(yōu)化和改善促進SDN網(wǎng)絡快速發(fā)展，同時也促進了互聯(lián)網(wǎng)與人類信息的緊密性。
　　本文基于TCP/IP匹配字段分層概念提出F-OpenFlow交換機的匹配結構。首先，交換機先分別對數(shù)據(jù)包和OpenFlow交換機規(guī)則流表依照TCP

4、/IP四層結構進行分層歸類，在獲取前者的特征結構字符串后再做匹配項的查詢，其中匹配過程中OpenFlow協(xié)議與數(shù)據(jù)包復雜，本文第四章從命中率、元組長度以及命中率和元組長度共同作用下的三組環(huán)境條件下進行仿真實驗。F-OpenFlow匹配結構與SDN原始的OpenFlow匹配結構的實驗數(shù)據(jù)做其對比。在通常情況下，兩者之間各有所長，但是隨著網(wǎng)絡的發(fā)展數(shù)據(jù)包會更為復雜且其長度也會增加，所以F-OpenFlow可能會更適合于現(xiàn)在或者未來的網(wǎng)絡發(fā)展