基于SDN的园区网络QoS机制设计及仿真

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近年来,软件定义网络(SDN)的理念快速兴起,同时兴起的还有SDN网络最有影响力的协议之一OpenFlow。SDN能够解决传统网络中网络结构复杂、网络管理复杂、新业务部署缓慢、厂商设备锁定等多种问题。在SDN的初步研究阶段,其主要的应用场景是数据中心网络,后来逐渐应用到运营商网络、光网络等。OpenFlow是SDN南向接口协议,它规定了SDN控制器与SDN交换机的通信规则。在网络划分中,园区网络占有很大的比例,而SDN在园区网络场景下的应用还比较缺乏;虚拟化服务是近年来的热门技术,它可以通过云端主机的方式以较低的成本提供租用服务,这种服务在园区网络中有很大的应用价值。本文提出的是应对未来园区网络需求变化的解决方案,是应对未来园区网络可能产生的技术问题的解决方案创新,研究虚拟化服务场景下的园区网络QoS机制是对园区网络应用需求的探索与创新,对未来园区网络的QoS机制以及应用场景研究有着重要意义。本文的主要研究工作有:1)从园区网络服务提供商的角度,园区内对网络的需求主要有对局域网的访问和对广域网的访问,以及访问时的服务质量保证。针对这两种需求,本文提出了业务保障策略和动态带宽策略。业务保障策略主要控制用户对特定网络位置的服务质量保证,动态带宽策略主要控制用户的带宽。2)园区网络中提供虚拟化服务时有服务质量保证需求,针对该需求,本文提出了定向访问策略,保障用户与用户虚拟机之间的服务质量。3)研究本文讨论的网络场景下的QoS管理模式,实现了SDN网络下的控制器系统,简化园区网络的管理,实现一定的自动化配置。本文在SDN控制器Floodlight的基础上实现了管理系统,系统主要针对的是SDN园区网络场景下的QoS策略的管理。然后通过网络仿真软件Mininet验证了系统中各个模块的正确性以及所有系统模块之间的协调性,说明了由本文提出的策略可以满足包含虚拟化服务场景的基于SDN的园区网络的服务质量要求。最后,总结了本文所做的工作,以及对下一步的研究方向和内容做出展望。
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