基于SDN數(shù)據(jù)中心的流量調(diào)度算法研究.pdf

1、近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、虛擬化、云計(jì)算技術(shù)的部署和應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心匯聚的數(shù)據(jù)流量越來越多，由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心不具備靈活的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度能力，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞的概率增高，影響了網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network，SDN)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因?yàn)槠浼锌刂啤?yīng)用可編程等特性被研究人員用來解決數(shù)據(jù)中心中橫向大流量造成的網(wǎng)絡(luò)擁塞問題。本文基于SDN架構(gòu)對數(shù)據(jù)中心流量調(diào)度算法領(lǐng)域的問題進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容有以下幾

2、個(gè)方面。
　　首先，對數(shù)據(jù)中心的流量特征和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究分析，針對傳統(tǒng)流量調(diào)度算法的流傳輸路徑單一等問題，本文改進(jìn)了傳統(tǒng)調(diào)度算法的路徑計(jì)算方式和路徑評估策略。針對流量形態(tài)復(fù)雜的問題，建立了流量特征模型對流量進(jìn)行了分析，引入數(shù)據(jù)包閾值來對數(shù)據(jù)流進(jìn)行識別，根據(jù)識別的流量類型作針對性調(diào)度。區(qū)別于傳統(tǒng)調(diào)度算法使用哈希函數(shù)計(jì)算多路徑，本文合理利用數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)上的空閑鏈路資源，結(jié)合SDN技術(shù)，通過k短路徑算法計(jì)算出多條可達(dá)路徑。然后，通過

3、對節(jié)點(diǎn)設(shè)置動(dòng)態(tài)閾值評估、對鏈路計(jì)算平均剩余帶寬的方式得到各條路徑的權(quán)重。針對動(dòng)態(tài)調(diào)度的路徑計(jì)算問題，引入路徑穩(wěn)定性概念多因素綜合考慮動(dòng)態(tài)路徑的選擇。其次，針對流表更新中遇到的一致性問題，通過對交換機(jī)、流表項(xiàng)分類的方法優(yōu)化了流表的更新順序，解決由流表不匹配引起的數(shù)據(jù)重傳和數(shù)據(jù)丟包。
　　最后，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件Mininet、Ryu控制器等軟件模擬了基于SDN架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，并在Ryu控制器上實(shí)現(xiàn)了本文改進(jìn)的多路徑調(diào)度算法，通過一