基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)多路徑負(fù)載均衡的研究.pdf

1、隨著近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)流量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心作為其重要基礎(chǔ)設(shè)施也面臨著諸多挑戰(zhàn)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network，SDN)是對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一項(xiàng)重大變革，其核心理念是將數(shù)據(jù)層面與控制層面分離。本課題主要對(duì)基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)多路徑負(fù)載均衡策略進(jìn)行了研究。針對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量集中的特點(diǎn)，利用SDN集中式控制和軟件可編程的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)多路徑負(fù)載分擔(dān)的方法提高網(wǎng)絡(luò)鏈路利用率，減少擁塞。
　　

2、本文選擇Ryu控制器作為研究平臺(tái)，通過(guò)REST API在應(yīng)用層自定義5個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)多路徑負(fù)載均衡策略，各模塊分別為:全局拓?fù)涓兄K，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)測(cè)量模塊，k短路徑計(jì)算模塊，鏈路狀態(tài)評(píng)估模塊和擁塞處理與流表轉(zhuǎn)發(fā)模塊。Ryu控制器周期性地調(diào)用全局拓?fù)涓兄K和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)測(cè)量模塊，來(lái)獲取網(wǎng)絡(luò)全局拓?fù)?、帶寬、時(shí)延等信息，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。通過(guò)k短路徑計(jì)算模塊、鏈路狀態(tài)評(píng)估模塊、擁塞處理與流表轉(zhuǎn)發(fā)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)前流量負(fù)載合理分配的功能。
　　Ryu

3、控制器能夠通過(guò)周期性發(fā)送LLDP報(bào)文來(lái)獲取全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，并且可以使用軟件方法防止網(wǎng)絡(luò)環(huán)路和實(shí)現(xiàn)MAC地址學(xué)習(xí)，利用OpenFlow協(xié)議可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延等參數(shù)。本文選用Yen算法作為KSP算法計(jì)算出k條備選路徑，并建立路徑評(píng)估模型，評(píng)定各備選鏈路優(yōu)先級(jí)，選擇當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的鏈路作為轉(zhuǎn)發(fā)路徑，并將對(duì)應(yīng)的流表項(xiàng)下發(fā)到OpenFlow交換機(jī)。周期性監(jiān)控鏈路擁塞情況，在當(dāng)前轉(zhuǎn)發(fā)路徑的帶寬利用率達(dá)到閾值時(shí)，選擇除當(dāng)前路徑以外的最優(yōu)路徑