基于混合SDN的多路徑負(fù)載均衡策略研究.pdf

1、近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模迅速擴(kuò)大，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流對(duì)鏈路帶寬提出了越來(lái)越大的需求。作為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的重要手段，網(wǎng)絡(luò)鏈路的負(fù)載均衡技術(shù)正受到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商越來(lái)越多的重視。當(dāng)前使用OSPF協(xié)議的IP網(wǎng)絡(luò)，一般都是利用優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)鏈路權(quán)重來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流的均衡分布。鏈路權(quán)重優(yōu)化屬于局部?jī)?yōu)化，在網(wǎng)絡(luò)的瓶頸鏈路容易形成擁塞，造成很大的延遲，從而無(wú)法滿足不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。SDN是一個(gè)最新出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，把傳統(tǒng)網(wǎng)路的控制層和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層進(jìn)行了解耦。S

2、DN控制器可以整合全網(wǎng)的鏈路狀態(tài)信息，從全局優(yōu)化的角度為網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流計(jì)算最優(yōu)的路由路徑，滿足各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的QoS需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)的集中控制，提高網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬利用率，從而更加充分的利用網(wǎng)絡(luò)資源。
　　將傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)全部替換成SDN設(shè)備成本太高，而且SDN技術(shù)還不成熟，還需要長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展。在未來(lái)的發(fā)展進(jìn)程中，SDN設(shè)備逐漸替換傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)路由器，在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)SDN設(shè)備和傳統(tǒng)路由器共存的場(chǎng)景，也就是混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。針對(duì)當(dāng)前SD

3、N研究中，SDN控制器在進(jìn)行流量?jī)?yōu)化時(shí)，仍然使用單路徑路由的問(wèn)題，本文提出了一種新的不相交多路徑路由算法，并將其部署在SDN控制器上。結(jié)合SDN設(shè)備可以任意多路徑轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，該路由算法可以使網(wǎng)絡(luò)流量在全網(wǎng)更均衡的分布。
　　針對(duì)混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的負(fù)載均衡問(wèn)題，本文接下來(lái)進(jìn)行了深入的研究，提出了一種新的完全多項(xiàng)式時(shí)間近似算法(Fully Polynomial Time ApproximationScheme，F(xiàn)PTAS)。實(shí)際上

4、，混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的負(fù)載均衡問(wèn)題，與傳統(tǒng)的多商品流問(wèn)題中的最大并行流問(wèn)題非常相似，通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)中流量分布的特點(diǎn)，我們?yōu)樵搯?wèn)題建立了數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)最大并行流問(wèn)題的啟發(fā)式算法，并結(jié)合SDN設(shè)備的多路徑路由，我們提出了混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的SDN網(wǎng)絡(luò)流轉(zhuǎn)發(fā)的負(fù)載均衡算法。在對(duì)混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)鏈路負(fù)載均衡算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和分析后，發(fā)現(xiàn)該算法相對(duì)于傳統(tǒng)基于OSPF協(xié)議和現(xiàn)有SDN的負(fù)載均衡優(yōu)化效果更好，最大網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率更小，網(wǎng)