软件定义网络控制平面的弹性资源调度关键技术研究

摘要

传统网络架构固化的特点使得网络的配置与新服务的演进变得非常复杂，当前的网络需要更强的灵活性是一个突出的问题。动态、可控、可编程、高性价比的架构——软件定义网络(software-defined network，简称SDN)应运而生。而SDN网络中单控制器更易于新业务的测试与部署，但也成为网络性能的瓶颈，现今大型网络或数据中心采用控制器集群技术，可以避免单点失效，解决可扩展性差、易受攻击等问题。然而，主流的集群架构仍采用“控制器-交换机”静态式管控关系，使得控制器集群的资源浪费难以避免。
　　对此问题，本文首先分析了控制器集群的相关技术，剖析了因静态的管控关系无法适应动态流量变化而导致的控制器集群资源分配不均衡的问题。进而提出并实现了在OpenDaylight平台上控制平面的一种弹性资源调度技术，从CPU、内存的资源考虑，在对申请连接的交换机做初始的控制器分配后，通过对每个控制器剩余资源的监测，动态地调整控制器与交换机的管控关系，有选择性地唤醒或休眠结点，避免集群的资源缺失或过剩问题。最后，通过实验证明，控制平面的弹性资源调度技术在网络流量动态变化的情况下，缩短了交换机请求回复的时间，保证了集群的有效运转，同时也减少了资源消耗。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景

1．2 软件定义网络相关技术

1．2．1 传统网络的不足

1．2．2 软件定义网络架构

1．2．3 控制器集群技术研究

1．2．4 软件定义网络的挑战与研究热点

1．3 国内外的研究现状及分析

1．3．1 流表预下发

1．3．2 管控关系动态化

1．3．3 其他技术

1．4 本文研究的主要内容与文章结构

第2章 OpenDaylight功能研究与验证

2．1 OpenDaylight控制器

2．1．1 OpenDaylight架构

2．1．2 OpenDaylight集群的信息同步

2．1．3 OpenDaylight集群的管控策略

2．2 测试验证

2．3 本章小结

第3章 弹性资源调度模块的设计

3．1 系统架构设计

3．2 初始连接分配模块设计

3．3 负载与资源收集模块的设计

3．4 资源信息同燃的设计

3．5 资源管理模块的设计

3．6 本章小结

第4章 系统测试与结果分析

4．1 系统实现

4．2 实验配置与环境搭建

4．3 系统功能验证

4．3．1 初始连接分配

4．3．2 运行期间的资源调度

4．4 本章小结

5．1 全文总结

5．2 下一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢