SDN/OSPF混合网络中流量工程机制的研究

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随着软件定义网络(Software Defined Networks,SDN)技术的发展成熟,传统的Internet网络开始逐渐向SDN网络演化。然而SDN网络自身在可扩展性、健壮性以及标准制定方面存在的问题使得当前阶段将传统Internet网络全面替换为SDN网络并不现实。因此如何在Internet网络中递增的引进SDN节点逐步向SDN网络迁移成为当前的研究热点。在网络的逐步演化过程中,SDN和传统的网络协议将长期共存形成SDN混合网络。流量工程(TrafficEngineering,TE)是提升数据网络性能的重要机制,本文主要研究如何在混合网络条件下使用流量工程机制提升网络性能。流量工程通过动态的分析、预测、规划传输数据的行为提升网络性能。本文对SDN/OSPF混合网络中流量工程的研究就是最优的利用混合网络中少量SDN节点提供的有限SDN能力最小化网络的最大链路利用率以提升网络性能。本文的流量工程算法分为三个部分:首先,使用子区域划分算法以最大化跨区域流量为目标对开放式最短路径优先(OpenShortestPathFirst,OSPF)路由协议的路由域进行子区域划分,对网络迁移过程中SDN节点的部署数量和部署位置进行指导,以便实现最佳的流量工程效果;然后,对于符合本文体系结构的SDN/OSPF混合网络,跨区域流量路径修正算法基于对OSPF协议LSA(Link State Advertisement)的修正实现源节点在所属子区域内部不同可修正路径之间的切换,即通过修正网络流在SDN节点的上游路径实现链路利用的负载均衡;最后,对于跨区域流量路径修正算法无法调控的不可修正路径以及拥有大量流量的网络流,利用SDN流表配置的灵活性,对汇聚到SDN节点的流量按照完全多项式时间近似算法确定的流量分配比在SDN节点的多条下游路径中分配流量,即通过流表配置的方式实现SDN节点下游路径的负载均衡。通过对比SDN混合网络中现存的流量工程方法,本文的流量工程算法能够更有效的利用网络中的空闲链路分担拥塞链路上的流量负载,从而使网络链路利用率分布更加均衡,取得更好的网络性能。
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