基于抽樣的OpenFlow網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡規(guī)模的迅速擴大，當今的網(wǎng)絡協(xié)議與管理也日趨復雜，傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構暴露出一系列問題。在此背景下，軟件定義網(wǎng)絡（Software-Defined Networking，SDN）通過將控制層從網(wǎng)絡設備中分離，集中到邏輯獨立的控制器中，從而簡化了網(wǎng)絡管理。與此同時，SDN網(wǎng)絡測量也吸引了許多研究者的關注。OpenFlow協(xié)議是控制層和數(shù)據(jù)層之間通信的標準南向接口，控制器便可以通過輪詢交換機流表獲得流統(tǒng)計信息，但同時也增加了控制信道的監(jiān)測負載

2、。抽樣技術能夠減緩監(jiān)測對網(wǎng)絡造成的負載，實現(xiàn)對網(wǎng)絡流量的有效監(jiān)測，并且能實時感知網(wǎng)絡狀態(tài)。因此，如何在OpenFlow網(wǎng)絡中結合抽樣技術進行網(wǎng)絡監(jiān)測是目前研究的重點。本文圍繞以上目標研究并實現(xiàn)了基于抽樣的OpenFlow網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)，論文的主要內(nèi)容如下:
　　1.基于抽樣的自適應輪詢頻率調整:降低網(wǎng)絡監(jiān)測所帶來的負載而又能得到精確測量結果一直是網(wǎng)絡測量的研究目標之一。目前，控制器多以固定周期輪詢OpenFlow交換機來獲取統(tǒng)計信息

3、，該方法在輪詢周期較短時，能夠提升測量精度，但同時也增加了對OpenFlow交換機的負載。本文在研究測量精度和網(wǎng)絡負載之間的平衡問題基礎上，提出一種基于抽樣的自適應輪詢頻率調整方法，利用OpenFlow協(xié)議擴展的抽樣功能，對匹配流進行抽樣與分析，根據(jù)流量變化率實時調整輪詢頻率。實驗結果表明，它能夠在不增加過多負載的情況下，為測量任務提供精確的統(tǒng)計信息。
　　2.OpenFlow網(wǎng)絡環(huán)境中大流的檢測:網(wǎng)絡中少量的大流占據(jù)了大部分網(wǎng)絡

4、流量的的現(xiàn)象，一直受到學者的廣泛關注。由于OpenFlow交換機流表項能夠統(tǒng)計流量的字節(jié)數(shù)和報文數(shù)，因此可通過查詢流表項的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來檢測出大流。但是，OpenFlow交換機中TCAM資源是有限的，它能維持的流表項數(shù)目也是有限的，所以當網(wǎng)絡中存在大量流時，無法獲取所有流的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡中，抽樣技術能夠節(jié)省網(wǎng)絡資源而被廣泛應用在網(wǎng)絡測量領域。本文提出一種基于抽樣的大流流量識別方法，該方法利用抽樣技術對每條流進行抽樣識別出潛在大流，