軟件定義網(wǎng)絡(luò)中路由更新和流量統(tǒng)計收集的延遲優(yōu)化.pdf

1、由于流的動態(tài)性，一個軟件定義網(wǎng)絡(luò)通常需要頻繁地對它的數(shù)據(jù)平面做路由更新，來優(yōu)化如負(fù)載均衡等性能指標(biāo)。大部分已有的解決方法都是基于當(dāng)前的流的狀態(tài)來確定一個新的路由方案，然后為當(dāng)前的流更新轉(zhuǎn)發(fā)路徑。然而，由于TCAM（三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器）流表上的更新操作速率較慢，在一個大規(guī)模且頻繁更新的網(wǎng)絡(luò)中，路由更新可能會帶來嚴(yán)重的延遲。根據(jù)最近的研究結(jié)果，大部分?jǐn)?shù)據(jù)流的持續(xù)時間都較短，且整個網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載在一段時間之后通常會顯著變化，因此如果一次路由更新耗

2、時過長，那么新的路由方案很可能已經(jīng)不再高效了。除了路由更新外，流統(tǒng)計收集操作的效率也嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。在軟件定義網(wǎng)絡(luò)中，控制器需要頻繁地收集數(shù)據(jù)平面上交換機(jī)的流統(tǒng)計信息作為一些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（如路由更新、攻擊檢測等）的輸入。然而已有的流統(tǒng)計收集方法可能會產(chǎn)生很高的延遲開銷，進(jìn)而會影響這類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的性能。在本文中，我們針對軟件定義網(wǎng)絡(luò)中路由更新和流統(tǒng)計收集兩大重要場景，對延遲優(yōu)化展開研究。本文的主要貢獻(xiàn)為:
　　提出了實時路由更新

3、方法，結(jié)合控制平面上的路由選擇和數(shù)據(jù)平面上的更新調(diào)度來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。我們形式化地給出延遲滿足的路由更新(DSRU)問題，并證明了它是Np-難的。我們提出了基于隨機(jī)舍入的更新算法，并分析了算法的近似性能比。最后，我們將提出的方法部署在SDN實驗平臺和仿真平臺上。實驗與仿真的結(jié)果表明，與已有路由更新算法相比，我們的算法可以在保證得到非常接近的路由性能（只增加大約3％的鏈路負(fù)載率）的前提下，減少約60％的路由更新延遲。
　　針對流統(tǒng)計收