混合SDN環(huán)境下虛擬網(wǎng)的構(gòu)建與流量分配優(yōu)化研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、業(yè)務(wù)復(fù)雜度的不斷增大，對路由器的功能要求越來越高，導(dǎo)致路由器復(fù)雜化，網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)加重。為了減輕路由器工作負(fù)擔(dān)，軟件自定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networks，SDN）應(yīng)運而生。
　　SDN抽離路由器中的控制功能，實現(xiàn)控制與轉(zhuǎn)發(fā)的分離。但與此優(yōu)勢相伴的，SDN集中控制帶來了可擴展性差等難題，同時由于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的革命性變革，很難做到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及與傳統(tǒng)設(shè)備的兼容。針對這些問題，業(yè)界提出各種解決方案，混合 SDN

2、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)就是其中之一。混合SDN作為由傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向SDN網(wǎng)絡(luò)的過渡網(wǎng)絡(luò)，不但減輕路由器工作負(fù)擔(dān)，而且為網(wǎng)絡(luò)提供了一定可擴展性。
　　混合 SDN網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)不同依據(jù)進行分類，本文提出一種基于網(wǎng)絡(luò)中不同種類數(shù)據(jù)流量而定義的流混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在流混合SDN網(wǎng)絡(luò)中，SDN流與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流并存，由此產(chǎn)生不同流量之間對網(wǎng)絡(luò)資源占用的問題。為保障網(wǎng)絡(luò)通暢，需要對流混合 SDN網(wǎng)絡(luò)中的流量進行合理的分配與調(diào)度。
　　本文主要內(nèi)容為：

3、　?。?）對SDN網(wǎng)絡(luò)研究背景做了簡單的介紹，分析其帶來的優(yōu)勢和存在的問題。分類別介紹了業(yè)界對SDN網(wǎng)絡(luò)及為解決SDN網(wǎng)絡(luò)面臨的問題而做的研究。
　?。?）提出流混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點統(tǒng)一，但網(wǎng)絡(luò)中流量分為SDN流與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流兩種，SDN流由控制器制定其轉(zhuǎn)發(fā)策略，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流自由轉(zhuǎn)發(fā)。對流混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的特點進行分析，并提出在流混合SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中需要研究的問題。
　?。?）本文分別從靜態(tài)及動態(tài)兩個層面分析如

4、何對網(wǎng)絡(luò)中的不同數(shù)據(jù)流進行分配優(yōu)化。在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中對數(shù)據(jù)流進行流量分配時，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中兩種不同流之間相互作用的特點，運用wardrop均衡及雙層規(guī)劃思想建立模型，實現(xiàn)流量分配的優(yōu)化。具體做法是上層模型是控制器控制 SDN流的路徑選擇，其結(jié)果影響下層；下層模型為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流依據(jù)隨機用戶均衡分配的原則選取轉(zhuǎn)發(fā)路徑。兩種流之間相互影響，最終達到合理利用網(wǎng)絡(luò)資源的目的。利用禁忌搜索算法求解雙層規(guī)劃問題，并在仿真實驗中取得較好結(jié)果。
　?。?）在

5、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，考慮不同流量之間對資源的博弈，在多個OD對之間傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流和SDN流進行博弈達到成本消耗最小的目的。運用博弈中的Stackelberg博弈模型對兩種流的相互作用進行描述，SDN流為博弈領(lǐng)導(dǎo)者，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流為博弈追隨者。SDN流在知曉傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流可能做出的行為前提下先做出決策，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流觀察 SDN決策行為并以自身利益為前提做出決策，兩種流在交替博弈后達到均衡狀態(tài)，實現(xiàn)系統(tǒng)成本優(yōu)化。利用遺傳算法對Stackelberg博弈模型求解，