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《合肥工业大学》 2017年
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面向可靠性和延迟优化的软件定义网络中控制器放置问题的研究

夏永烽  
【摘要】:软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)控制层面与数据层面分离的架构设计,使得SDN网络具有更好的灵活性、可管理性以及可扩展性。为了提高网络的性能,SDN网络中多采用基于多控制器的控制层面实现。然而,多控制器的使用也引发了控制器放置问题,即决定控制器在网络中的位置以及交换机和控制器之间的映射关系。已有研究表明控制器放置会影响网络的可靠性和延迟等性能。本文面向可靠性和延迟性能研究SDN网络中的控制器放置问题,主要研究内容如下:(1)面向流表项安装请求可靠性优化的控制器放置问题。网络故障会造成控制器无法响应交换机发送的流表项安装请求,而不同交换机在单位时间内发送的请求数不同,因此控制器放置会影响流表项安装请求的响应率。针对此问题,本文提出了单链路故障情况下平均流表项安装请求丢失数的控制器放置指标并基于该指标提出了两种控制器放置算法,SROC(flow Set-up Request quantity Oriented Controller placement)及其快速版本SROC-Fast。实验表明,该指标和算法不仅可以优化流表项安装请求的可靠性,还能有效降低流表项安装请求的平均通信延迟以及交换机平均转发的流表项安装请求数。(2)面向控制路径可靠性和延迟优化的控制器放置问题。已有工作只考虑交换机和控制器在无故障情况下的通信延迟但忽略了网络在发生故障后的通信延迟。针对此问题,本文提出了综合考虑交换机和控制器在无故障情况下的通信延迟以及在发生单链路故障情况下的备份路径延迟的累积延迟指标,并基于此累积延迟指标提出了算法LARC(Latency-Aware Reliable Controller placement algorithm)。实验表明,该指标和算法能够同时优化交换机和控制器在无故障情况下的通信延迟以及在发生单链路故障情况下的通信延迟。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP393.02

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