SDN路由交换技术研究与实现

摘要

随着互联网的不断普及，用户对网络服务质量的需求，为了保证良好的服务质量，对网络的研究得到了飞速的发展。本文从路由和交换的角度去思考保证和控制QoS的方法，为网络流量的控制方案和QoS控制提供一种新的思路。 借助于SDN网络仿真平台，研究者可以方便的验证其研究成果，SDN作为一种新兴的基于软件的网络架构和技术，为研究人员提供了一个可扩展、可定制、可编程的实验平台。本文主要分为三个部分，一是路由交换中的QoS控制技术，通过在缓冲区引入整形器，来规约网络流量的到达曲线和输出曲线，并且通过控制缓冲区的大小，改变数据包的丢包率和时延大小;二是基于GPS路由调度策略，将设计出的QoS控制方式加入到调度策略中，采用网络演算数学工具分析调度系统的队列长度确定上界和时延确定上界，为实际的网络流量提供性能确定的上界保证;三是理论研究的QoS控制技术和调度策略在SDN网络仿真平台上的实现，来验证上述研究结果。 通过路由交换技术的理论研究，在文章的最后基于SDN仿真平台实现了研究的内容，实现细粒度的QoS控制，采取控制缓冲区的大小的方法，缓冲区大小改变，数据包的丢包率会出现相应的变化趋势。实现基于GPS调度系统下的数据包的丢包率控制，给不同的会话流赋予不同的权重值，这样网络流量会因为权重不同，处理数据包的速度不同，经过分析，实现在不同权重下，不同的会话流得到不同的丢包率，从而实现了我们的调度控制。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 Openflow网络层路由技术研究

1．2．2 路由交换技术的发展

1．2．3 QoS路由技术研究

1．3 论文研究内容和工作

1．4 论文组织结构

第2章 SDN三层路由功能架构实现

2．1 Openflow技术概述

2．1．1 Openflow的起源和发展

2．1．2 Openflow网络

2．1．3 Openflow交换机

2．1．4 Openflow控制器

2．2 路由交换技术实现

2．2．1 二层交换技术实现

2．2．2 三层路由功能实现

2．2．3 路由功能实现

2．3 本章小结

第3章 路由QoS控制技术

3．1 网络验算理论

3．1．1 系统理论

3．1．2 最小加代数

3．1．3 确定网络演算

3．2 基于网络演算的整形器

3．2．1 贪婪整形器

3．2．2 无缓冲区整形器

3．2．3 缓冲区有限的有损整形器

3．3 细粒度QoS路由器设计

3．3．1 QoS性能的评价标准和保证技术

3．3．2 路由器整形策略

3．3．3 路由器设计

3．4 本章小节

第4章 基于GPS调度的路由交换机制

4．1 调度算法分析

4．2 通用处理器共享

4．3 GPS系统模型

4．4 GPS系统的性能确定模型

4．4．1 队列长度确定上界

4．4．2 时延确定上界

4．4．3 有效宽带上界

4．5 GPS调度系统性能模型分析

4．5．1 队列长度确定上界数值分析

4．5．2 时延确定上界数值分析

4．5．3 有效带宽数值分析

4．6 本章小节

第5章 SDN的QoS路由控制技术实现

5．1 SDN网络路由协议设计

5．1．1 IP路由实现过程分析

5．1．2 Openflow路由模块方案研究

5．1．3 Openflow路由模块方案实现

5．2 QoS路由控制技术实现

5．2．1 POX开发实现

5．2．2 SDN的路由控制实现

5．3 本章小节

第6章 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 下一步工作展望

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢