基于OpenDaylight网络感知和用户需求的路径选择算法
小型微型计算机系统Journal of Chinese Computer Systems
2018年8月第8期Vol.39No.82018
收稿日期:2017-08-22 收修改稿日期:2017-11-03 基金项目:国家自然科学基金项目(61163011,61262082)资助;内蒙古自然科学基金项目(2015MS 0612)资助;内蒙古高校科学技术研究项目(NJZY 010)资助. 作者简介:刘 麒,男,1993年生,硕士研究生,研究方向为软件定义网络和网络安全;王 璐,男,1993年生,硕士研究生,研究方向为SDN 与云计算;杨 晓,女,1990年生,硕士研究生,研究方向为软件定义网络与
软件测试;李 华(通信作者),女,1964年生,博士,教授,CCF 高级会员,研究方向为软件定义网络与测试.
基于OpenDaylight 网络感知和用户需求的路径选择算法
刘 麒1,王 璐1,杨 晓1,李 华1,2
1(内蒙古大学计算机学院,呼和浩特010021)
2
(内蒙古大学图书与信息技术部,呼和浩特010021)
E-mail :cslihua @https://www.sodocs.net/doc/c815722714.html,
摘 要:随着网络应用的持续增加,如何提高现有网络资源的利用率成为一个重要的问题.SDN (Software Defined Network )将控制和转发进行分离,SDN 集中控制的特性使得SDN 控制器能够获取整个网络的信息.本文通过对OpenDaylight 中网络信息的感知,给出了带宽二时延和丢包率的计算方法,提出了一种基于OpenDaylight 网络感知和用户需求进行路径选择的算法.然后通过计算链路目标函数的方式对算法又进行了改进,使得算法可以选出满足用户需求的最优或较优路径.通过编写OpenDay-light 模块和对OpenDaylight 中Dijkstra 算法进行功能扩充两种方式实现了改进后的路径选择算法,最后通过实验验证了改进算法的可行性,并分析了改进算法对OpenDaylight 控制器性能的影响.关键词:软件定义网络;OpenDaylight ;网络感知;用户需求;路径选择
中图分类号:TP 393 文献标识码:A 文章编号:1000-1220(2018)08-1737-07
Path Selection Algorithm Based on OpenDaylight Network Awareness and User Requirements
LIU Qi 1,WANG Lu 1,YANG Xiao 1,LI Hua 1,2
1(College of Computer Science ,Inner Mongolia University ,Hohhot 010021,China )2
(Department of Book and Information ,Inner Mongolia University ,Hohhot 010021,China )
Abstract :With an continual increase of network application ,how to improve network utilization of resources has become a tricky prob-lem we have to deal with at the moment.The SDN (Software Defined Network )controller ,which separates the control plane and for-warding plane ,has ability to get entire network information with the centralized control feature.In this paper we propose a calculation method of bandwidth ,delay and packet loss rate in SDN network by perceiving network information ,as well as we present a path selec-tion algorithm based on OpenDaylight network awareness ability and user requirements.The algorithm is improved by calculating objec-tive function of network link ,so that our algorithm can select an optimal or near-optimal path which satisfies user requests.We also im-plement the path selection algorithm with two ways which include writing bundles and extending Dijkstra algorithm in OpenDaylight with our method ,at last we verify the feasibility of our algorithm and analyze its impact on OpenDaylight controller performance.Key words :SDN ;OpenDaylight ;network awareness ;user requirements ;path selection
1 引 言
随着云计算的发展,数据和计算都放在云端,提高了资源的利用率,同时也使得支撑云的数据中心网络承受了很大的压力.而随着各种新应用的出现,人们对网络带宽的灵活分配要求也更加突出,如何让尽可能多的用户在有限的资源内获得好的网络服务质量就成为一个严峻的问题.例如对于链路负载均衡来说,如何在网络资源有限和满足用户需求的条件下,合理利用分配机制进行路径选择等.SDN 技术将控制平面与数据平面分离,使得SDN 控制器可以获取网络的全局静态拓扑二动态转发表信息二网络设备资源利用率二故障状态等信息,由此实现对网络资源的统一管理,并采用规范化的北向接口为上层应用提供按需的网络资源及服务
[1]
.因此目前有很多研究工作利
用SDN 技术为云数据中心提供灵活的网络服务.
传统IP 网络主要使用流量监测工具来进行流量监测,但如果在控制器中使用这些工具进行大量测量与信息收集会增加控制器的额外负担与开销.在SDN 网络中,控制器与交换机通过OpenFlow 协议交互,其中包含端口的统计信息,如发送接收数据包数二已发送字节二已接收字节等,并且可通过控制器REST API 查询相关统计信息,因此OpenFlow 网络本身已经具备了一定的网络状态监测能力.
要想合理的利用网络资源,就要充分的了解用户的需求和网络中的流量情况,然后才能进行合理的路径选择.基于SDN 的路由算法一直是当前的研究热点,目前大多研究都是利用SDN 控制器可以监测底层网络的状态信息这一优势,提出相关的算法找到满足用户需求的路径,从而有效的利用宽带资源二提高用户满意度,同时也提升了网络运营商的收益.本文贡献如下:
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