基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的多控制器部署問題研究.pdf

1、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-Defined Networking，SDN)是一種新興的網(wǎng)絡(luò)模式，它通過將控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，提供了一系列具有整體網(wǎng)絡(luò)抽象化集中視圖的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用?，F(xiàn)如今，軟件定義網(wǎng)絡(luò)的思想已經(jīng)被廣泛接受，并且具有解耦合控制平面特性的軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正在從理論研究模型轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嵉牟渴?。傳統(tǒng)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方式主要依賴于一個邏輯上集中且具有全局網(wǎng)絡(luò)視圖的控制器，然而這種方式在網(wǎng)絡(luò)性能和擴展性等方面有著諸多限制。如果

2、在大規(guī)模廣域網(wǎng)中部署軟件定義網(wǎng)絡(luò)，就需要多個控制器。為了處理這類大型網(wǎng)絡(luò)，最根本的任務(wù)是實現(xiàn)控制器的正確部署。
　　相關(guān)研究人員已經(jīng)就廣域網(wǎng)中多控制器部署問題展開各種研究，提出了多種解決方案。一方面，這些方案并未考慮控制器有限的處理能力。另一方面，現(xiàn)有的研究并未過多考慮控制器失效對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。因此，本文結(jié)合現(xiàn)有的研究成果對多控制器部署問題作進一步研究。
　　基于以上分析，本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)考慮到控

3、制器有限的處理能力，本文提出了一種新穎的部署指標(biāo)，即測量控制器處理交換機請求消息的開銷。其次，通過建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型，將該最優(yōu)化控制器部署問題轉(zhuǎn)換為整數(shù)線性規(guī)劃問題，并且利用有效的近似算法來進行求解。最后，基于多個真實的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行了大量模擬實驗。實驗結(jié)果表明本文的策略不管是在控制開銷還是負(fù)載均衡方面都可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)性能。
　　(2)考慮到控制器失效對網(wǎng)絡(luò)性能的影響，本文引入平均情況延遲和最壞情況延遲兩個指標(biāo)來研究存在控制器失效情