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SDN (Software Defined Networking,软件定义网络)成为未来网络发展的重要方向之一,核心思想是实现控制与转发分离以及开放的可编程性,并不断优化和重构现有网络。SDN可靠性问题是SDN发展过程中的核心问题之一,其工作目标是在不可避免的网络故障中,尽可能减小网络故障带来的网络性能影响。在现有SDN可靠性问题研究中,存在故障通信空白期长、故障原因多样化、域内域间可靠性和故障恢复信息更新可靠性等多方面挑战。本文在对现有研究工作中存在的不足点和挑战展开深入的分析后,并将目前数据中心等SDN场景中广泛应用的软件交换机OVS (Open vSwitch,软件交换机)作为架构基础,最终形成了基于OVS的SDN可靠性解决方案,本文主要的创新点如下:1)提出基于OVS的SDN域内可靠性机制。本文通过拓展OpenFlow连接状态匹配域,实现数据包在控制链路的不同连接状态下状态匹配功能,从而使得交换机快速感知故障并及时平滑切换至灾备状态;此外,本文在OpenFlow中拓展自学习动作,不仅将一些基本的学习与转发功能在数据层面高效执行,减小控制器负载与延迟,而且保障在网络在控制器不可用场景下的基本通信功能。该方案不仅提高SDN域内网络可靠性,而且创造性的设计符合SDN思想,保留SDN的可拓展性和灵活性。2)提出基于OVS的SDN域间可靠性机制。基于域内设计的状态匹配机制,本文另外设计了转发机制和控制协同等机制。采用这些机制,本文从数据包入域和出域两个维度,巧妙的解决SDN控制器失效场景下的数据包跨域可靠性问题。3)提出基于OVS的故障恢复的信息更新保障机制。本文分别从控制器信息更新和交换机信息更新两个层面,利用设计的信息更新保障机制,解决了故障恢复后等出现的流表、拓扑信息的过期和老化等问题。4)为了证明设计方案的可行性,本文基于OVS对各个机制模块化,并详细描述其实现思路。为了进行性能评估,本研究开展多组实验进行验证分析,实验结果表明,无论是域内还是域间,控制器失效时的故障切换时间保持在100ms级别,丢包率低且具有较为平稳的吞吐量。因此,本文设计方案相比传统方案,可以大大减小控制器不可用等故障带来的网络影响,提高了 SDN的网络可靠性。