基于SDN架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近些年來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用、電子商務(wù)的不斷興起以及大數(shù)據(jù)服務(wù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量成倍增加，互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模不斷增大，流量也呈現(xiàn)出爆炸式的增長模式，與此同時(shí)虛擬化技術(shù)廣泛應(yīng)用，云計(jì)算技術(shù)也快速發(fā)展起來，以TCP/IP為核心的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的高要求，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)難維護(hù)和難擴(kuò)展的問題日益突出。這些問題已經(jīng)限制了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景，也促使人們對新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行研究。基于此，軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN（Software Define

2、d Networking）應(yīng)運(yùn)而生。SDN相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的不同之處在于其運(yùn)用了分層的思想，將網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)層與控制層分隔開，從而實(shí)現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)流量的靈活有效控制。利用SDN所要解決的一個(gè)非常重要的問題就是網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡問題，它與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性密切相關(guān)，也嚴(yán)重影響著網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營成本的高低，因此網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載均衡的好壞至關(guān)重要。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(SDN)的出現(xiàn)是一種必然趨勢，在這種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，對網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡技術(shù)的研究，以及對網(wǎng)

3、絡(luò)的創(chuàng)新與發(fā)展有著重要的意義。
　　本文的目的是基于SDN架構(gòu)下如何實(shí)現(xiàn)鏈路的負(fù)載均衡。本文首先提出了一種基于流量探測的流量預(yù)測算法，該算法的基本思想是根據(jù)探測流的變化情況，把流分成穩(wěn)定的大象流和不穩(wěn)定的老鼠流。針對老鼠流，采用ECMP(Equal-Cost Multi-path Routing)算法進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);針對大象流，本文接著提出了一種改進(jìn)的IPSO（Improved Particles Swarm Optimization）

4、算法，通過改進(jìn)的算法來找到一條最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)路徑來快速穩(wěn)定地轉(zhuǎn)發(fā)大象流，從而避免大象流過于集中化，以達(dá)到均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的目的。最后，搭建了SDN數(shù)據(jù)中心平臺，通過網(wǎng)絡(luò)仿真軟件Mininet和Floodlight控制器進(jìn)行搭建，形成自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，之后分別對單路徑、PSO和IPSO算法進(jìn)行其負(fù)載均衡方案的實(shí)驗(yàn)與測試，從而得到大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后，針對實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和對比，得出相關(guān)的結(jié)論。結(jié)果表明，IPSO算法具有更好地可靠性，能夠較