基于SDN的網(wǎng)絡流量工程研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)不斷超出預期的迅猛發(fā)展，社交網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的全面普及，云計算和大數(shù)據(jù)應用的興起，使得網(wǎng)絡流量快速增長。一方面，流量的迅速增長導致網(wǎng)絡消耗更多的能源，給當今世界的環(huán)境，經(jīng)濟以及可持續(xù)發(fā)展都帶來不利的影響。另一方面，流量的不斷增長使得現(xiàn)有網(wǎng)絡的帶寬資源越來越緊張，網(wǎng)絡經(jīng)常會出現(xiàn)大量擁塞的情況。流量工程是通過動態(tài)分析、預測和調節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男袨閬韮?yōu)化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的一種重要機制，可以對網(wǎng)絡流量進行高效地規(guī)劃進而提高當前的網(wǎng)絡資源利用率

2、，充分、有效地利用現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，減少互聯(lián)網(wǎng)消耗的能源，提升網(wǎng)絡的整體性能。
　　但是傳統(tǒng)網(wǎng)絡的結構日益復雜，網(wǎng)絡難以管理，網(wǎng)絡以分布式狀態(tài)轉發(fā)無法實現(xiàn)細粒度的控制，很難提高網(wǎng)絡的靈活性和擴展性。并且現(xiàn)有的流量工程技術存在不足，如鏈路權重優(yōu)化無法充分利用網(wǎng)絡資源，MPLS使得管理復雜，額外開銷大。因此，需要新的網(wǎng)絡架構和更加智能又高效的流量工程技術。軟件定義網(wǎng)絡（Software Defined Network, SDN）是一種新興

3、的網(wǎng)絡模式，通過將網(wǎng)絡控制層從數(shù)據(jù)轉發(fā)層分離出來，承諾提高網(wǎng)絡資源利用率，簡化網(wǎng)絡管理，降低運營成本，并促進創(chuàng)新和網(wǎng)絡的演化。SDN的控制層在邏輯上集中，可以利用全網(wǎng)視圖更細粒度地調控網(wǎng)絡流量，提高網(wǎng)絡的流量優(yōu)化性能。
　　本文主要從節(jié)能和負載平衡兩方面研究基于SDN的網(wǎng)絡流量工程。本文首先從節(jié)能方向上研究了全SDN的流量工程問題。通過分析網(wǎng)絡能耗模型，利用SDN路由器上的轉發(fā)路由通過SDN控制器控制，可以實現(xiàn)任意比例的分流的特點

4、，建立了全SDN節(jié)能流量工程的數(shù)學優(yōu)化模型，根據(jù)模型提出了一種節(jié)能算法，通過分流關閉合適的鏈路，將流量集中在盡可能少的鏈路上，實現(xiàn)節(jié)能的目標。
　　在網(wǎng)絡中全部配置SDN路由器需要對現(xiàn)有的網(wǎng)絡進行大量地修改，短時間內(nèi)實現(xiàn)全網(wǎng)SDN的配置并不現(xiàn)實，SDN應該是漸進引入到現(xiàn)有傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡中既有SDN路由器，又有傳統(tǒng)IP路由器，被稱之為混合SDN/IP網(wǎng)絡。 本文研究在混合 SDN/IP網(wǎng)絡的場景下的節(jié)能流量工程和負載平