基于服务感知的SDN链路资源管理机制的设计与实现

作     者：黄耀东 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄小红

授予年度：2017年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：软件定义网络 服务感知 网络资源监控 链路资源管理 

摘      要：SDN网络具备的集中控制、可编程等特点提升了网络的可控性与可扩展性。然而,对网络流量的感知能力不足的问题限制了 SDN网络对网络流量提供基于应用类型的服务质量控制的能力。本论文提出了一种基于服务感知的SDN链路资源管理机制。该机制将服务感知功能引入SDN网络,增强了SDN控制器对于网络的感知能力,使SDN控制器能够以应用类型为粒度进行链路资源的管理。该机制还将流的重要性及链路资源使用情况纳入路径规划的考虑范围,并根据网络现状动态对流的传输路径进行调整,以使链路资源得以更合理的利用。论文针对所提机制中的网络状态感知、应用类型感知、服务质量感知和分级流量最优路径规划等进行了设计与实现。首先,本论文利用SDN网络集中控制、可编程等特点,设计并实现了SDN网络下网络状态感知功能,以实时动态的对网络当前状态及其变化进行监控。其次,本论文基于SDN北向APP设计并实现了 SDN网络下应用类型感知机制,以识别每个流的应用类型。再次,本论文采用程序自自动识别与管理员配置相联动的方式实现了 SDN网络下服务质量感知机制,以识别网络中每个流的服务质量需求。最后,基于所提感知机制,论文设计并实现了一种SDN网络下分级流量最优路径规划机制,根据网络当前状况以及网络中各个流的服务质量需求,动态灵活地对流的路径进行规划。在完成各功能的设计与实现后,本文用x86通用服务器对实现的系统进行部署,并通过Mininet模拟数据平面对其进行测试。测试结果表明,本文提出的基于服务感知的SDN链路资源管理机制在功能上是有效的,在链路使用效率及网络链路瓶颈的预防等方面的性能要优于传统方法。