带内网络遥测任务编排机制研究

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ziyoushenghuozhe
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近年来,日益扩大的互联网网络规模、不断更新的网络技术、激增的流量、应用广泛的网络设备等给网络的监管带来了新的挑战,网络测量是实现网络感知和网络连接的关键性技术,实现高效的网络测量技术是网络能够稳定运转的重要保障,对于网络运行维护、故障定位等具有重要意义。在可编程数据平面(PDP)的发展下,带内网络遥测(INT)作为一种先进的细粒度的监控方法被提出,INT允许数据包在经过数据平面管道时查询设备的内部状态,而不造成额外的影响,在最后一跳,包含监控数据的信息将被提取并做进一步分析。虽然INT已经被学术界和工业界关注,但是INT实质上是一种底层原语,网络运营商通常可以获得单个设备或者沿路路径的实时流量状态,换句话说,纯粹的被动型INT方案容易受流量特性的影响而通常无法获取到全网络链路的状态信息,而全网范围的网络状态信息对于运营商了解网络性能质量和诊断持续故障至关重要。所以为了改进网络管理,需要进一步设计一些高级机制的编排方案。针对现有的研究方案以及遥测需求,全网络链路覆盖和低成本的遥测任务机制目标是必要的。为了实现上述目标,本文借助源路由(SR)和INT技术设计了两种INT任务机制编排方案,分别为混合型INT编排方案和主动型INT编排方案,这两种方案分别从不同的任务编排机制的角度出发,分别从混合主被动INT机制和集群INT机制解决了被动型INT覆盖率性能和主动INT的带宽开销性能,混合型INT方案旨在结合主动INT和被动INT遥测优缺点做出机制编排设计,主动型INT方案则是围绕依据链路故障概率特性改进主动INT的机制做出优化调整。在此基础上,文章提出了两种路径规划算法,算法在两种任务机制的指定路径端点限制下完成了覆盖任务,此外,文章在真实的谷歌骨干网络以及不同规模的网络拓扑规模下,通过仿真实验评估了两种编排方案,仿真实验结果表明,两种方案均实现了全网络链路的覆盖,相较于纯粹的主动型INT方案,混合型编排方案可以节省平均约55.2%的带宽成本,改进的主动型编排方案则是依据运营商的不同需求做出不同比例的带宽成本节省,而且设计的两种算法在真实的谷歌骨干网络拓扑下均能在50ms内完成路径方案的获取。
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