软件定义网络在大规模网络中的应用研究

摘要

软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）改变了传统的网络架构，将控制面与数据面分离，并将网络所有控制功能放入集中式的控制器中，提高了灵活性和非依赖性等，在网络架构的研究中表现出极大的价值。
　　论文首先阐述了软件定义网络的主要技术(OpenFlow)及其在大规模网络中遇到的诸如可扩展性、可重配性和可靠性等的问题，并深入研究对比了研究者们对于该类问题提出的各种解决方案。
　　论文提出了大规模网络中多域控制器的配置算法——贪婪子图覆盖算法（GSGCP算法），以求最少的控制器管理整个网络;这里我们假设所有的控制器由于能力限制，只能管理局域网络。算法有效解决了该NP难问题，较随机算法表现了较大的优势。同时，该算法给出了配置表，即控制器与被管理域的对应关系。
　　此外，论文在控制层垂直架构的基础上，设计了根控制器和本地控制器之间的通信协议，并对切换、负载均衡的问题做了进一步阐述，然后给出仿真结果以验证其正确性。
　　论文的最后总结了本课题的研究思路及方法，分析了大规模软件定义网络中的潜在研究趋势和方向。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 SDN网络出现及推广

1．1．2 SDN架构

1．1．3 SDN在大规模网络中遇到的挑战及解决方案

1．2 论文的主要贡献

1．3 论文的结构安排

第2章 OpenFlow技术及大型SDN网络研究

2．1 OpenFlow技术

2．1．1 OpenFlow交换机

2．2 大型SDN网络中控制面负担卸载技术的研究

2．2．1 扩展数据面技术研究

2．2．2 分布式控制面技术研究——垂直结构

2．2．3 分布式控制面技术研究——水平结构

2．3 本章小结

第3章 多域SDN架构下控制器的配置算法研究

3．1 系统模型

3．2 GSGCP(Greedy Sub-Graph Cover Problem)算法

3．2．1 MGSCP算法

3．2．2 GSGCP算法

3．3 仿真分析

3．3．1 仿真条件分析

3．3．2 仿真结果及分析

3．4 结果讨论

3．4．1 复杂度分析

3．4．2 逆向问题

3．5 本章小结

第4章 VertiCon协议的设计与分析

4．1 整体架构

4．2 VertiCon协议

4．3 VertiCon协议的功能和实现

4．4 应用示例

4．4．1 切换

4．4．2 负载均衡

4．5 仿真分析

4．5．1 仿真场景

4．5．2 结果分析

4．6 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果