基于OpenFlow的分布式網(wǎng)絡(luò)中負載均衡路由的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)走入人們的日常生活,計算機網(wǎng)絡(luò)特別是云技術(shù)的不斷進步與發(fā)展,使得如何提高互聯(lián)網(wǎng)的綜合性能已成為時下熱門的話題和關(guān)注的焦點,如何能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境迅速發(fā)生的變化成為科研人員需要攻克的難點。得益于技術(shù)的飛躍,計算機和存儲價格都大幅下降,而基礎(chǔ) IT設(shè)施的提升卻成了現(xiàn)在的首要問題。顯然網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域亦是如此,如何在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及協(xié)議基礎(chǔ)之上,對已有網(wǎng)絡(luò)進行創(chuàng)新性試驗變得越來越困難。近年來OpenFlow技術(shù)的提出為網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究開辟了又一

2、新篇章,OpenFlow也逐漸成為引發(fā)下一波網(wǎng)絡(luò)革命的關(guān)鍵技術(shù)。由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的激增和快速成長,如何在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中均衡負載是人們急需解決的問題。OpenFlow協(xié)議通過給用戶提供一種方便使用的,可編程操作的網(wǎng)絡(luò)流控制方法,已經(jīng)成為了一項用于解決負載均衡問題的關(guān)鍵技術(shù)。但是在目前來看,一些已有的基于OpenFlow的負載均衡技術(shù)都關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)初始化階段的流狀態(tài),這種較為靜態(tài)的方式并沒有考慮到網(wǎng)絡(luò)流在傳輸過程中可能遇到的種種問題,如網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的

3、變化、鏈路狀態(tài)的突變等等。
　　為了解決這一問題,本文首先提出了一種全新的單跳動態(tài)換路算法(single-hop LABERIO)來實時地、全局地均衡中心化控制分布式網(wǎng)絡(luò)中的負載。它可以很好的整合和利用整個網(wǎng)絡(luò)的信息,通過一個中心控制器,使用一定的算法,監(jiān)控全局的鏈路資源使用狀態(tài),從而動態(tài)地調(diào)整流的路徑。在這種情形下,當(dāng)負載均衡狀態(tài)監(jiān)視參數(shù)超過經(jīng)驗閾值時,該情況將被反映給中心控制器,之后,中心控制器再對計算出的最大負載鏈路上的最大

4、流進行調(diào)度。另外,初始狀態(tài)的流選路采取 Max-Min Capacity算法,即從每條可用路徑的最小可用帶寬中選出最大值,對應(yīng)的路徑獲得最高優(yōu)先級,作為初始選路規(guī)則。然而這種單跳換路方法的缺點也是很明顯的,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)不是全相聯(lián),或者可替代單跳路徑少而長時,換路的代價將激增。
　　針對這些缺點,我們又提出了一種多跳動態(tài)換路算法。當(dāng)鏈路負載失衡時,找出一條完整的最大流,將其整條路徑替換。在數(shù)據(jù)傳輸過程中,我們周期性地將最擁擠的N跳