SDN流量估计和分流联合优化策略研究开题报告

 2021-12-25 15:35:58

全文总字数:3480字

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着网络业务需求的不断增长和网络规模不断增大和复杂化,网络运行商需要实时地掌控网络的性能参数,包括流量矩阵、网络链路的时延、网络流量的丢包率等。传统网络中的分布式控制使得运营商对网络的控制能力较弱,无法实现精确的网络流量测量。软件定义网络 ( software defined network, sdn)作为一种新的网络体系架构应运而生,它最重要的思想就是将网络的控制平面和传输平面相互剥离,sdn网络相比传统网络拥有更强和更灵活的集中控制能力,它可以实时下发流表对流进行细粒度控制,流表能实时获得流的统计信息。sdn的灵活网络控制能力为每一条流的精确测量提供了可能,但同时也有资源不足的问题,在sdn网络中进行资源受限的网络流量测量是研究的重点。

网络流量测量研究现状:

负载均衡为了快速响应流量的变化情况,基于流的可编程网络,比如sdn,必须不断监控流的大小变化以及链路利用率的变化。但是现在的监控方案要么需要特殊的网络设备,要么会加重网络的开销。很多sdn架构利用传统的网络监测工具来实现。例如,最流行的是思科的netflow,它使用安装在交换机上的探测器作为特殊模块的方法来收集完整或采样流量统计,并送他们到中央收集器。另外一个采样方法是sflow,它使用基于时间的采样来获取流量信息。另一个专有流量抽样方法是jflow,它由瞻博网络公司开发。netflow 和jflow非常相似。然而,这些方法可能不是有效的解决方案特别是在sdn系统中,比如大规模数据中心网络,因为整个网络的统计信息收集汇聚到中央控制器会明显增加负载。

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2. 研究的基本内容与方案

软件定义网络(software defined networking, sdn)是一种新兴的网络结构,它将控制平面与数据平面解耦,以高度的灵活性简化和改进网络管理。流量优化以优化网络性能和流量传输为目的,是通信网络中最具挑战性的话题之一。虽然产学界已经对流量优化技术有广泛的研究,但在SDN网络中,需要一种不同于传统网络的流量优化解决方案,它可以利用全局网络信息和流量特性,以便更好地控制和管理流量。

针对传统测量方法和基sdn研究中的方法中存在的缺陷,准备采用以下两种基于sdn的网络流量矩阵测量方法,第一种方法主要是针对广义流量矩阵的估计。广义流量矩阵的每一行表示一对节点间的流在不同时段下的大小,每一列表示在一个时段下每个流的大小。广义流量矩阵具有时间相关性和和空间相关性,可以利用矩阵完成技术来直接测量部分流量值,然后估计出全部流量的大小。其中如何选择要直接测量的流集合是关键之处。尤其是在网络测量资源紧张的场景下,如何选择哪些流来直接测量就更为重要。本文采用随机搜索算法来寻找最优的观测矩阵,观测矩阵代表要直接测量哪些流。然后利用矩阵完成技术估计出流量矩阵,流量矩阵的估计结果比较好。

第二种方法主要是利用sdn控制器对sdn交换机进行动态配置,重新设计新的流量测量规则,但不改变流的路由。然后把新流量测量规则部署到各sdn交换机中进行测量统计,最后根据sdn交换机的统计信息和其它信息(比如snmp链路负载、路由矩阵)估计出流量矩阵。

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3. 研究计划与安排

第一周-第三周 搜集资料,撰写开题报告,阅读并翻译外文文献,了解国内外研究现状

第四周-第五周 论文开题,确定论文研究方法,技术方案等

第六周-第八周 论文研究进行一半,完成中期报告

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] w.chen, x. huang,t. yuan, y. ma. trafficscheduling optimization model based on sdn for cross-ip protocols. journal ofsoutheast university (natural science edition) [j] 47:34-38,·november 2017.

[2]netzeh. overview and principles of internet traffic engineering[j]. rfc,2002,121(6):239-242.

[3]malcolm m, j agogbua, j awduche, et al. requirements for trafficengineering over mpls[s]. ietf-rfc2702,1999.

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