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增强型网络路由策略研究

作　者: 董青
导　师: 许都
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 多路径路由蚁群算法 ECMP OpenFlow FloodLight
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 29次
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内容摘要

近年来，如何提高网络资源的利用率成为了网络研究者关注的一个重要问题。网络中基础设施部署规模越来越大，网络协议不能被轻易改变，且运营商网络中的数据也不可能作为实验数据，否则可能造成网络服务中断、不稳定等情况的发生。OpenFlow技术正是在这样的背景之下出现的，其最初的目的是在现有网络中开辟一个研究平台，但由于其控制平面、数据平面分离的思想被网络研究者所推崇，OpenFlow技术在园区网络和数据中心网络中得到了广泛的应用。为了提高网络资源的整体利用率，本文提出了一种参照网络状态的ECMP（Equal-Cost Multi-Path routing，等价多路径路由）策略。OpenFlow是对该策略进行研究的基础架构，本文首先对OpenFlow技术、FloodLight控制器、Mininet网络仿真平台进行了详细的分析，对FloodLight控制器和Mininet网络仿真平台实现中的关键模块与关键技术进行了描述。参照网络状态的ECMP策略的实现是基于对FloodLight控制器的扩展完成的。按照功能，该实现可分为两个部分：多路径路由子系统和网络测量子系统。多路径路由子系统用于寻找多条路径，并在流到达时为其分配单一路径；网络测量子系统的主要功能是链路特性感知与网络工作状况收集，为多路径路由子系统提供路由计算与路径决策的数据支持。除此之外，本文研究了蚁群算法在多路径寻路中的应用，并针对OpenFlow网络集中控制环境，提出了一种适用于集中寻路模式的蚁群算法。Mininet网络仿真平台为基于OpenFlow的实现系统提供了良好的实验平台，本文在该平台上实现了一种拓扑定义文件与链路特性配置文件分离的实验模式，并实现了一种网络性能测试工具。基于这些实现，在两种网络拓扑中对最短路策略、随机ECMP策略和参照网络状态的ECMP策略进行了实验，并对实验结果进行了分析、总结。本文最后对完成的工作进行了总结，并提出了现有工作中的部分不足以及后续相关工作。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-18
  1.1 引言  13-14
  1.2 研究现状  14-15
  1.3 本文研究思路  15-16
  1.4 本文结构安排  16-17
  1.5 本章小结  17-18
第二章 OpenFlow 及其相关技术研究  18-30
  2.1 OpenFlow 技术简介  18-22
    2.1.1 OpenFlow 系统构成  19-20
    2.1.2 OpenFlow 系统实现  20-21
    2.1.3 OpenFlow 流  21-22
  2.2 一种 OpenFlow 控制器——FloodLight  22-25
    2.2.1 FloodLight 系统架构  22-23
    2.2.2 FloodLight 模块  23-25
  2.3 支持 OpenFlow 的网络仿真平台——Mininet  25-29
    2.3.1 Mininet 概述  26-27
    2.3.2 Mininet 结构分析  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章多路径路由系统设计与实现  30-64
  3.1 需求分析  30-31
  3.2 系统总体设计  31-34
    3.2.2 多路径路由子系统  32-33
    3.2.3 网络测量子系统  33-34
    3.2.4 小结  34
  3.3 系统实现  34-63
    3.3.1 多路径路由子系统  34-52
    3.3.2 网络测量子系统  52-60
    3.3.3 选路策略  60-63
  3.4 本章小结  63-64
第四章实验及数据分析  64-83
  4.1 实验方案设计  64-67
    4.1.1 网络仿真平台的选择  64-65
    4.1.2 网络拓扑设计  65-66
    4.1.3 实验方案描述  66-67
  4.2 实验系统设计与实现  67-73
    4.2.1 实验系统架构  67-68
    4.2.2 在 Mininet 中定义网络拓扑  68-70
    4.2.3 网络性能测试工具设计与实现  70-72
    4.2.4 小结  72-73
  4.3 实验结果与数据分析  73-82
    4.3.1 实验拓扑一  73-77
    4.3.2 实验拓扑二  77-82
  4.4 本章小结  82-83
第五章总结与展望  83-85
  5.1 本文工作总结  83
  5.2 后续研究方向  83-85
致谢  85-86
参考文献  86-89
攻硕期间取得的研究成果  89-90

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