SDN控制器的调研和量化分析

软件定义网络（software defined networking,SDN）是一种将网络控制平面和数据平面分离的新型网络架构。在SDN网络中,控制器的性能对网络性能有着重要的影响,当前很多公司和科研机构都已经提出了自己的控制器解决方案。然而针对如此众多的控制器,目前没有系统、全面的比较。由于缺乏足够的依据,研究人员只能凭借自己的经验或直觉来选择控制器。为了解决这个问题,对目前主流的SDN控制器在架构和性能上进行了系统的分析比较,并采用Cbench和Mininet对部分开源控制器进行了性能测试,同时针对单一控制器的性能问题,对现有的多控制器控制平面设计进行了分析综述。该研究结果对于研究人员选取正确的控制器具有重要的参考意义。     

基于SDN的天地一体化网络控制器部署方法综述

软件定义网络(Software Define Network,SDN)推动了传统网络的发展,将SDN引入天地一体化网络能够极大程度地调动各层级网络的资源,实现天地一体化网络的智能管控;首先,介绍了天地一体化网络和软件定义网络,论述了基于SDN的天地一体化网络架构的研究现状;随后,介绍了SDN控制器的性能指标并对比了当前的SDN多控制器部署方法,综述了基于SDN的天地一体化信息网络的控制器部署策略;最后,对未来基于SDN的天地一体化网络控制器部署方法进行了展望和归纳总结。     

基于软件定义网络的边缘控制部署机制

针对软件定义网络（software-defined Networking,SDN）中单一控制器容易发生过载导致较长时延的问题,提出一种基于SDN的边缘控制模型,该模型采取分层部署方式将边缘计算集成到SDN中,每个边缘控制器控制其覆盖范围内部署的所有子边缘控制器和交换机,负责区域内网络设备的通信量。为了方便管理边缘控制器之间的交互,该模型引入一个控制器代理模块,将设备请求转发给父控制器或将路由信息发送给子控制器来协调控制器之间的工作。实验结果表明,与基于SDN的传统网络相比,该方法依托部署在网络设备边缘的计算和存储服务,减轻了SDN主控制器上的负载,降低了转发平面和控制平面之间的延时,显著地改善了总处理延时和带宽使用情况。     

一种安全SDN控制器架构设计

控制器是软件定义网络（SDN）的核心,其安全对SDN至关重要。基于开源的SDN控制器基础架构,文章分析并总结了控制器在不同管理模式下网络信息保护、应用程序管理、模块处理流程中存在的安全问题。针对这些安全问题,文章提出了一种安全SDN控制器架构,通过加入共享网络信息库、冲突检测、入侵容忍模块等多种安全功能,解决控制器单点失效、控制逻辑不一致等问题,可以提高SDN的安全性。     

基于混合制排队模型的SDN控制器性能评估研究

软件定义网络SDN将逻辑控制与数据转发相分离,提高了网络的灵活性和可编程能力,成为近年来未来网络领域的研究热点。SDN在实际应用部署时将面临控制器性能瓶颈的挑战,因而有必要理解SDN控制器的性能特性。为此,首先对SDN控制器中Packet-In消息的到达过程和处理时间进行分析,进而基于排队论提出了一种容量有限的SDN控制器性能评估模型M/M/1/m,推导得出了该模型的性能参数,包括:平均等待队长、平均等待时间、平均队列长度和平均逗留时间。最后,采用控制器性能测试工具Cbench对该模型进行了实验评估。实验结果表明:相对于现有其它模型,该模型的估计时延更接近于实际测量时延,可更精确地描述SDN控制器的性能。     

面向智慧医疗云的SDN动态负载均衡方法

文中 引入软件定义网络(Software Defined Network,SDN)对智慧医疗云进行网络管理,并且针对传统SDN控制器存在单点失效和负载均衡的问题,设计了智慧医疗分布式SDN控制器系统。SDN控制系统分为SDN控制器集群、数据转发平面和智慧医疗云服务系统3层。在此基础上,提出一种实时负载动态自调节的快速负载均衡算法DAF(Dynamic Adaptive and Fast Load Balancing)。在该算法中,负载信息感知组件周期性地采集自己的负载信息,自动地进行控制器间的负载信息交互;控制器的负载值超过阈值时,会触发交换机迁移动作,以动态配置交换机与控制器之间的映射关系。实验结果表明,面向智慧医疗云的分布式SDN控制系统的性能良好,且DAF算法能够快速地实现SDN控制器间的负载均衡,提升了智慧医疗云的网络吞吐量。     

Vyatta控制器“用户为中心的网络”

正博科SDN控制器领导网络迈向新IP时代博科推出博科Vyatta控制器。作为软件定义网络(SDN)系列产品的基石,博科Vyatta控制器是助力用户获得开放网络平台战略的优势的另一大跨越。这款SDN控制器源自由博科提供商业支持的Open Daylight项目,旨在促进SDN和网络功能虚拟化的采     

基于NFV的分布式SDN控制器节能机制

SDN架构通过控制器集中管理交换机以维护网络全局视图,因此SDN控制器是影响网络性能的关键部件。SDN控制器分为集中式控制器和分布式控制器,分布式控制器有效地解决了集中式控制器中存在的单点失效等问题,但控制器之间需要频繁交互以维护全局视图。随着网络规模扩大,其通信开销导致的能耗不断增加,且控制器的过量部署也会消耗大量能量。为了解决该问题,文章提出了一种基于NFV的SDN控制器节能机制,根据控制器负载大小分别选择启用虚拟控制器数量自适应调整算法,以及开启物理控制器频率缩放策略以减少网络能耗。同时,为了解决虚拟控制器负载不均问题,提出虚拟控制器负载自适应调整算法。当网络负载过低时,为最大限度地降低能耗,提出了基于节能和时延优化的控制器休眠算法。     

一种基于SDN控制器集群的负载均衡机制

传统SDN中交换设备和控制器之间多采用静态映射方式,面对有控制面数据负载均衡要求的特殊系统应用时,会有控制器切换不合理、交换设备数据流负载不能动态均衡的问题发生。为解决该问题,对网络内全部控制器的负载集中管理后,研究了一种基于SDN控制器集群的负载均衡机制。随网络流量的变化,按照控制器负载数据动态实现切换,可解决控制器负载超限问题并及时避免控制器过载对网络性能的影响。该机制已应用于国产化的JARIOS控制器,并在此基础上搭建环境并完成测试验证。实验证实该机制可以较好地实现控制器集群中的失效保护和负载均衡,提高控制器对入包数据的处理效率,提升整体网络的鲁棒性。     

SDN控制器：Beacon核心技术分析

当前SDN控制器种类繁多，其整体架构和核心功能也有诸多不同。而Beacon作为控制器中的先行者以及弓导者，对SDN控制器的设计起到了重要的指导作用，本文将针对Beacon的设计和实现进行详细分析。