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《电子科技大学》 2018年
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SDN中网络与应用合作的资源分配方案研究

钱宁婕  
【摘要】:随着互联网的多元化发展,网络在设计之初所设想的只需保障连通性和可靠性已无法满足上层应用对高服务质量的追求。近年来业界提出了 AAN(Application-Aware Networks)和 NAA(Network-Aware Applications)的概念,其主要思想是网络或应用通过主动感知对方的状态来提高自身决策的有效性,但由于感知能力受限,现实中只有少数成功案例。软件定义网络(Software-Defined Networks,SDN)的出现带来了新的机遇,网络与应用可以通过北向接口实现状态信息的交流,并且SDN开放可编程的特性使得网络资源的部署更加灵活,从而网络与应用合作进行资源分配成为了可能。本文研究在SDN中如何利用状态信息交互的便利进行合作资源分配来提高网络与应用的服务性能,同时由于网络与应用的目标不一致甚至存在冲突,需要解决在合作进行资源分配时的资源分配冲突问题。本文分别针对三种不同的网络场景提出了缓解资源分配冲突,折衷各方利益的资源分配方案。在网络掌控资源分配过程的网络中,为了提高应用的服务质量,我们提出了基于链路状态谎报的合作模型。其主要思想是将资源分配权交给应用,允许网络谎报链路状态信息来引导应用决策,并通过合理控制谎报范围达到了网络与应用利益间的折衷。还将模型扩展至应用区分优先级的场景中,通过对优先级不同的应用提供谎报程度不同的信息达到了对不同优先级应用服务质量的区别保障。在单个应用部署了 Overlay的网络中,为了改善流量工程与Overlay路由交互过程中资源分配效率低下,网络环境不稳定等情况,我们利用SDN中网络向应用共享状态信息的便利改进了 Overlay路由模型,并通过加入Oblivious性能比约束改进了流量工程模型,改善了网络与应用双方的性能,提高了网络整体的稳定性。在多个Overlay共存的网络中,为了让网络与各Overlay达到性能最大化,我们让各个Overlay路由与流量工程合作进行统一决策,将它们之间的合作建模为不可转让效用下的联盟博弈,通过求解Shapley值得到了满足Shapley公平性和Pareto有效性的最优路由方案。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP393.02

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