SDN网络中保障服务品质的虚拟链路技术研究

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改善网络服务质量不仅是传统网络技术的重点研究方向之一,在SDN网络中亦然具有格外重要的研究价值。然而传统网络在改善服务质量方面采用的典型办法,或多或少存在网络协议实现复杂、不能有效保障服务质量或者只能保证少数服务质量指标等不足,且实现方式缘于网络架构的差异性并不适用于SDN网络。对此,本文基于SDN网络设计并实现了一种具有多个服务质量因子传输保障的虚拟链路技术,能在网络数据传输过程中有效确保时延、带宽和丢包率满足业务品质要求。本文将SDN网络资源看作一个共享资源池,通过向网络发起具有特定传输质量要求的业务请求,控制器为其调配可用的网络资源,建立并维护用于业务传输的虚拟链路,保证业务数据的传输质量。通过网络状态测量方法获得网络中链路时延、带宽和丢包率的变化,利用周期性的虚拟链路品质校验办法,及时调整虚拟链路的多径映射,动态维护虚拟链路传输品质的有效性。针对网络状态感知,系统测量组件能实时跟踪网络中链路状态参数的变化。通过控制器发送探测报文并计算链路时延,测试结果与ping工具测量值相比,平均相对误差约为6.41%;利用交换机端口统计数据计算链路带宽和丢包率,测试结果与iperf工具测量值相比,带宽的平均相对误差约为4.3%,丢包率的平均相对误差约为13.3%。对于虚拟链路的建立,通过本文提出的多因子限制下的多径搜索算法,取得虚拟链路的多径映射,并在虚拟链路系统中模块化实现。对于虚拟链路服务质量的维护,实现了一种虚拟链路的品质保障机制,能周期地筛查质量下降的虚拟链路多径映射,并在网络资源可用时,动态部分重建虚拟链路。仿真测试表明,在网络资源整体满足业务需求的情形下,本文实现的虚拟链路系统能建立符合特定业务品质要求的端到端传输通道。当网络中部分链路出现传输质量下降但网络整体资源仍然充足时,虚拟链路系统能及时发现并调整多径映射,维持虚拟链路的可用性。与Floodlight中默认的转发方式比较,在网络条件恶化时,虚拟链路系统在传输带宽和丢包率上具有更好的性能优势,有效提高了网络资源的利用率。
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