一種基于SDN的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡方案的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、負(fù)載均衡是保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要方法之一，它主要是通過合理調(diào)度網(wǎng)絡(luò)和計算資源來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)的處理能力，從而避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高網(wǎng)絡(luò)的性能和魯棒性。當(dāng)軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)出現(xiàn)以后，如何利用OpenFlow協(xié)議，結(jié)合SDN集中式控制和軟件可編程的特性，設(shè)計和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡策略，仍有待于研究與完善。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，利用SDN來部署網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡方案有如下優(yōu)勢:
　　(1)SDN可以在控制器層用軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，不需要專用的硬件設(shè)備。

2、
　　(2)SDN相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更容易獲得全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，更容易制定全局最?yōu)策略。
　　(3)SDN可通過控制器來集中控制交換設(shè)備將轉(zhuǎn)發(fā)策略統(tǒng)一配置到交換機(jī)，而不用逐一配置交換機(jī)。
　　基于上述背景，本文主要的工作是設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于SDN的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡方案，目的是利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)的集中式控制和軟件可編程等相對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)勢，設(shè)計一套靈活有效的負(fù)載均衡機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡涉及到鏈路負(fù)載均衡和應(yīng)用層負(fù)載均衡，因此本文分別

3、從以下三個方面進(jìn)行論述:
　　第一，設(shè)計并實現(xiàn)一種鏈路負(fù)載均衡方案。利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)的集中式控制的特性，我們可以通過定期發(fā)送相關(guān)協(xié)議包來獲取全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，在此基礎(chǔ)上本文實現(xiàn)了一種最優(yōu)k條路徑算法，選擇出最優(yōu)的k條冗余鏈路，最后我們制定評價模型對于每條候選鏈路進(jìn)行評估，得到最有利于當(dāng)前全局網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的鏈路，最終將對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)策略部署到OpenFlow交換機(jī)的流表上。
　　第二，設(shè)計并實現(xiàn)一種應(yīng)用層負(fù)載均衡方案。因為一段時間內(nèi)不

4、同用戶對于同一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請求的習(xí)慣和各自當(dāng)時的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)都有差別，所以本文從用戶層角度進(jìn)行了一系列的數(shù)據(jù)采集，包括用戶服務(wù)請求的頻繁度、網(wǎng)絡(luò)延遲和丟包率等參數(shù)。這些用戶參數(shù)會發(fā)送到中間服務(wù)器，利用用戶評分模型來對用戶設(shè)定當(dāng)前的優(yōu)先級別，控制器會根據(jù)用戶的優(yōu)先級提供不同的轉(zhuǎn)發(fā)策略。最終達(dá)到的效果是，按需求給不同用戶分配服務(wù)資源，達(dá)到應(yīng)用層負(fù)載均衡的效果。
　　第三，為了檢測上述網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡方案，同時也為了給網(wǎng)絡(luò)管理人員提供更加方便有效