基于SDN的流量工程技術研究.pdf

1、多樣化的實時網(wǎng)絡應用在當前呈現(xiàn)“井噴式”發(fā)展，這對帶寬和延時等服務質量（Quality of Service，QoS）的保證提出了更高的要求。流量工程作為提升網(wǎng)絡性能的重要手段，越來越受到網(wǎng)絡運營商和科研人員的重視。然而，盡管技術不斷演進和創(chuàng)新，網(wǎng)絡基礎設施（各種交換機和路由器等等）幾十年幾乎未變?；趥鹘y(tǒng)IP網(wǎng)絡的流量工程由于其在路由轉發(fā)機制上的缺陷，無法提供有效的實時的、可調(diào)節(jié)的QoS保證。事實上，在IP路由中，無論需求怎樣不同，在

2、兩個端節(jié)點之間的所有數(shù)據(jù)流都一定會沿著相同的路徑通過網(wǎng)絡。這成為了基于傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡流量工程和QoS研究中的一個瓶頸。網(wǎng)絡更新?lián)Q代勢在必行。
　　在這種形勢下，軟件定義網(wǎng)絡（Software-defined Network，SDN）應運而生。在這種新型的網(wǎng)絡架構下，網(wǎng)絡設備的控制層面和數(shù)據(jù)轉發(fā)層面被分離，從而使得集中控制整個網(wǎng)絡成為可能。這一改變簡化了網(wǎng)絡管理，降低了研發(fā)門檻，促進了網(wǎng)絡創(chuàng)新?？刂茖用婧蛿?shù)據(jù)轉發(fā)層面之間可以通過一種

3、叫做 OpenFlow的協(xié)議來通信。由于 SDN的開放性和可編程性，網(wǎng)絡管理人員可以編寫高級的控制程序來定義全網(wǎng)的行為。這種與傳統(tǒng)網(wǎng)絡本質上的不同使得 OpenFlow在流量工程應用中有著得天獨厚的優(yōu)勢。
　　本文的研究重點在于利用基于 SDN的流量工程來管理不同的網(wǎng)絡服務，從而達到增強QoS的目的。具體的，本文考慮了兩種服務類型：視頻流服務和文件傳輸服務。首先，本文提出了一種模塊化管理網(wǎng)絡QoS的架構，其核心思想是：依據(jù)鏈路參數(shù)

4、（丟包率、延遲和有效帶寬）和數(shù)據(jù)流對這些參數(shù)的需求來為數(shù)據(jù)流指定最優(yōu)路徑，從而避免阻塞、增強QoS。具體的，基于多商品流問題和帶約束的最短路徑問題，該最優(yōu)化問題被建模為一個多準則決策方案。另外，由于在模型中引入了兩個可調(diào)節(jié)的比例因子來設置丟包率和延遲的權重，該架構可以根據(jù)應用場景需求的不同靈活的提供相應的操作來優(yōu)化QoS。
　　然后，本文將該架構整合到基于Mininet的SDN仿真網(wǎng)絡環(huán)境中，并且在不同的應用場景下進行了測試。實驗