基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調(diào)度機制研究.pdf

1、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡主要存在以下問題：首先，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡拓撲的樹形結構使得鏈路帶寬容量限制；其次，ECMP靜態(tài)路由方法不能很好的利用數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡多路徑特性；最后，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡缺乏智能管理，不能實時地根據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài)對網(wǎng)絡資源進行合理分配。本文對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的流量調(diào)度問題展開研究，利用SDN技術實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的智能化管理；針對傳統(tǒng)樹形拓撲鏈路帶寬的限制，采用超額認購比為1:1的Fat-Tree拓撲；通過對Hedera流量調(diào)度機制改進解決E

2、CMP靜態(tài)路由方法帶來的網(wǎng)絡鏈路帶寬利用率低問題。
　　在對Hedera流量調(diào)度機制研究中發(fā)現(xiàn)以下三個方面問題。首先，SA算法未考慮當前網(wǎng)絡鏈路帶寬資源，容易引發(fā)流沖突；其次，SA算法采取同一 Pod內(nèi)的目的主機與核心交換機一一映射方法，沒有考慮經(jīng)過匯聚交換機轉(zhuǎn)發(fā)的流量的調(diào)度；最后，GFF算法調(diào)度過程中沒有考慮流帶寬需求變化，導致鏈路帶寬資源分配不合理。針對上面三個問題，本文提出按需自適應流量調(diào)度機制。該機制主要分為兩個部分，分別

3、是基于帶寬需求變化的調(diào)度流篩選策略和基于模擬退火遺傳算法的調(diào)度路徑搜索算法。基于帶寬需求變化的調(diào)度流篩選策略根據(jù)流帶寬需求變化和當前網(wǎng)絡鏈路帶寬資源狀況篩選出未調(diào)度的流和當前路徑帶寬不滿足帶寬需求變化的流，加入到調(diào)度流集合?；谀M退火遺傳算法的調(diào)度路徑搜索算法采取目的主機與最高層交換機映射方法，根據(jù)流的帶寬需求和當前鏈路剩余帶寬信息對調(diào)度流集合中的流進行全局調(diào)度路徑搜索。
　　本文利用POX控制器和Mininet模擬器實現(xiàn)了提出

4、的按需自適應流量調(diào)度機制并通過實驗仿真對該機制進行性能評估。實驗仿真中，將按需自適應流量調(diào)度機制與ECMP算法、GFF算法、SA算法、Ashman-BestFit算法和Ashman-ProbFit進行對比分析。仿真結果表明，本文提出的按需自適應流量調(diào)度機制在Stride、Staggered和Random三種通信模型下，平均對分帶寬均高于ECMP、GFF、SA和Ashman-ProbFit算法，特別地，在Stride(4)和 Stride