基于OpenFlow網(wǎng)絡的QoS保障子系統(tǒng)研究.pdf

1、網(wǎng)絡中日益涌現(xiàn)的多種應用均對服務質(zhì)量(Quality of service,QoS)有嚴格的要求,研究者在過去的二十年里已經(jīng)探索出許多QoS架構(gòu),但由于各種原因,這些QoS架構(gòu)均未得到真正的推廣使用。OpenFlow作為一種管控分離的新型網(wǎng)絡交換模型,能夠提供靈活的流定義,并且集中式的網(wǎng)絡控制能夠獲取最新的全局網(wǎng)絡狀態(tài)。此外,OpenFlow能對網(wǎng)絡設備進行瞬時管理以無縫適應端到端的網(wǎng)絡行為,所以在OpenFlow上部署的任意QoS機制

2、/框架都將能支持端到端QoS。目前,國內(nèi)外基于 OpenFlow網(wǎng)絡的 QoS體系架構(gòu)研究還相對較少,這些研究主要利用資源預留、優(yōu)先級隊列以及QoS路由等為應用提供QoS保證。但是前兩者會對無QoS要求的流產(chǎn)生較大影響,而當前的QoS路由研究并沒有真正結(jié)合當前網(wǎng)絡狀態(tài),所以計算的路徑缺乏準確性。
　　針對上述問題,本論文利用OpenFlow全局控制、支持統(tǒng)計信息收集的特點提出了一個QoS保障子系統(tǒng),該QoS保障子系統(tǒng)主要通過收集網(wǎng)

3、絡實時的QoS參數(shù)信息,利用QoS路由技術(shù)為應用提供QoS保證。該QoS保障子系統(tǒng)包含五個重要模塊:路徑計算、網(wǎng)絡測量、接入控制、流管理、拓撲管理。本文在 FloodLight控制器開發(fā)平臺中設計并實現(xiàn)了路徑計算和網(wǎng)絡測量這兩個核心模塊,并對拓撲管理模塊進行了修改。路徑計算用于計算滿足用戶QoS要求的路徑,本文在研究了多種QoS路由算法后,采用NR_DCLC路由算法來為QoS應用計算優(yōu)化的路徑。網(wǎng)絡測量用于收集當前的網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)信息,它

4、又分為三個子模塊,分別是鏈路使用測量模塊、丟包測量模塊和時延測量模塊。路徑計算模塊參照網(wǎng)絡測量提供的QoS狀態(tài)信息計算優(yōu)化的QoS路由,網(wǎng)絡測量也會在資源無法滿足應用的QoS要求時通知路徑計算模塊重新選擇路徑。本文利用 Mininet仿真平臺,對 QoS保障子系統(tǒng)進行了網(wǎng)絡仿真與驗證,仿真結(jié)果表明網(wǎng)絡測量能夠正確獲取網(wǎng)絡狀態(tài)信息,基于本文的路徑計算方法能夠提高資源利用率并且在網(wǎng)絡擁塞的情況下能實現(xiàn)動態(tài)重路由。
　　本文所提出的新型