面向MapReduce计算的大规模集群通信优化

为了优化大规模集群运行MapReduce作业时的通信效率和减少shuffle数据传输量,首先采用存储局部性换取通信局部性的策略建立一个分布式协同数据映射模型;其次通过随机抽样和机器学习方法来提取作业数据的局部性特征,实现map计算数据的有效部署;最后,利用软件定义网络的全局灵活控制能力,优选通信链路好的节点并将计算任务映射到该类节点中。实验表明对于中间数据混洗密集类作业有较好的优化效果,通信延迟降低了4.3%~5.8%。该方案能减少shuffle流量和数据迁移延迟,并且适合各种调度策略和网络拓扑结构。     

面向业务的SDN网络带宽保障研究

随着云计算、大数据技术的蓬勃发展,部署于数据中心的网络业务随之也越来越多,为了确保用户的良好体验以及服务提供商的经济收益,对业务带宽的高效保障逐渐成为研究的热点。基于SDN将控制和转发相分离的技术优势,提出一面向业务的带宽保障方法,该方法首先将多种业务进行了粗粒度分类,以此为基础提出了ATBG（Application-towards Bandwidth Guarantee）算法,并通过集中式的调度控制,实现了多业务不同优先级的带宽高效保障。利用floodlight+mininet模拟环境验证了文中所提方法的有效性。     

基于SDN的应用层流量优化研究

SDN符合未来网络硬件标准化、设备软件化的特征,颠覆了现有的网络架构,其应用、控制、转发相分离的架构设计为网络创新带来了新的活力。本文分析现有应用层流量优化技术ALTO及其与SDN架构融合的优势和可行性,提出基于SDN的ALT0协议优化需求。     

QoE驱动的SDN网络高可用传输框架

针对复杂环境下单路传输可用性低且路径切换代价高的问题,本文提出一种用于高可用性传输服务的QoE驱动和SDN辅助MPTCP路径切换方案（QoE-driven and SDN-assisted MPTCP Path switching Scheme,QESMPS）。首先根据SDN架构下数据平面节点的介数中心性构建具有路径不相交的路径规划模型。其次采用双阶段策略分别执行带宽补偿与路径切换,加快传输受阻路径上子流的转移,实现以较低的吞吐量完成路径切换。最后,将Levy飞行引入到AOA模型更新中,防止算法过早收敛,增强跳出局部最优的能力,从而保证算法在对子流路径权重进行优化时达到最优。实验结果表明,本文提出的方法在执行子流路径切换时具有吞吐量波动范围更小、延迟更低以及抖动更小的优势。此外,改进AOA算法在计算最优权值向量时可获得更高的收敛效率。     

基于VxLAN和SDN 的电子政务云

电子政务云属于大规模私有云,其整体架构可采用软件定义数据中心（SDDC）架构。围绕软件定义网络的问 题,本文介绍了电子政务云的主要特征以及对于网络提出的挑战,提出基于VxLAN和SDN的网络解决思路;针对电子政务云 的特点,提出了网络Overlay 的具体组网方案,并对其优点进行了总结;最后,本文提出了SDN控制器与异构云管理平台的对 接方案,并以Openstack为例,描述了SDN控制器与云管理平台的配置流程。     

基于SDN的高校数据中心网络设计

软件定义网络SDN（Software-Defined Network）,或称软件驱动网络SDN（Software Driven Networks）是目前数据中心建设的一个很重要的热点技术,它将网络的控制平面和数据平台相分离,为数据中心的网络控制提供了一种全新的解决方案。对SDN的架构进行了分析,对比了不同的SDN/Overlay覆盖技术实现方法,重点介绍了覆盖（Overlay）方案在控制平面的思路和overlay网络如何与传统网络互通的方法。最后探讨了SDN是未来数据中心的发展趋势。     

基于强化学习的SDN路由优化算法

针对SDN控制器中网络路由的优化问题,基于强化学习中的PPO模型设计了一种路由优化算法.该算法可以针对不同的优化目标调整奖励函数来动态更新路由策略,并且不依赖于任何特定的网络状态,具有较强的泛化性能.由于采用了强化学习中策略方法,该算法对路由策略的控制相比各类基于Q-learning的算法更为精细.基于Omnet++仿...     

基于Floodlight的SDN控制器研究

目前正在使用的网络架构已有30年的历史。在此架构下,交换机/路由器需要在超过6 000个分布式协议中使整个网络正常运行。这意味着只要有一个网元增加一种新的协议,其他网元都必须在结构上做出变更。SDN（Software Defined Network,软件定义网络）则打破了这种桎梏,它使得网络可编程,从而让网络在满足用户需求方面更具灵活性。SDN架构将控制和转发解耦,将控制功能集中到逻辑独立的控制环境之中,同时为应用层提供底层网络的抽象视图。结果就是SDN可以为用户提供可编程性极强的网络、网络自动化管理以及网络控制等功能,从而满足日益变化与丰富的网络需求。SDN控制器在SDN架构中的作用至关重要,它既要与基础设施层交互也需要与应用层经由API交互。首先分析了SDN架构的产生背景、原理和其发展现状;随后研究并分析了一个SDN控制器的开源项目Floodlight;最后通过对当前7种控制器的实验以及SDN相关原理对SDN控制器的特性进行了总结与分析。     

基于SDN的TDMA体制星间网络架构设计

TDMA(时分多址)体制的导航星间网络既可以实现导航测距,也具备较高的数据传输速率,具有较为广泛的业务适应能力;然而,TDMA体制的星间网络系统也存在着星上处理复杂与卫星节点处理能力低的矛盾;借鉴SDN(软件定义网络)将网络系统控制层面与数据层面相分离的思想,在TDMA体制的星间网络中引入SDN技术,设计了基于SDN的TDMA体制星间网络架构,将控制功能从卫星节点抽离出来,使其可以专注于星间数据转发,控制管理信息主要由卫星地面站(后续为高轨道卫星)扮演的SDN控制节点制定并分发,从而简化了卫星的业务负担,同时可以借鉴成熟的地面网络技术制定高效的控管策略;对所设计架构的主要的控管流程进行了仿真模拟,仿真结果表明,该架构具有一定的可行性。     

软件定义网络中基于分段路由的多路径调度算法

针对当前软件定义网络(SDN)在应对大量数据流时造成的流表利用率低、转发响应较慢以及当前网络调度算法容易造成网络局部拥塞和负载不均衡等问题,提出一种基于分段路由的多路径调度算法SRMF。首先,SDN控制器根据网络拓扑连接情况下发初始流表;综合考虑网络链路剩余带宽、丢包率和数据流估测带宽需求进行路径权重计算;最后,根据路径权重选择最优路径并构造分段流表下发到边缘交换机。实验结果表明分段路由转发技术在多种网络拓扑下较一般转发技术在流表项开销方面有明显优势,SRMF算法与Hedera、ECMP相比,在业务流端到端时延、端到端时延抖动、网络吞吐率、丢包率等方面有一定的优势。     

多种群粒子群的SDN控制器故障恢复算法

针对软件定义网络(software defined network,SDN)中控制器发生故障问题,提出了一种基于多种群粒子群算法的SDN控制器故障恢复策略.从其他正常工作的子控制器集合中挑选出能够容纳失控交换机负载的备份控制器集,将精英种群与子种群组成多种群粒子群,采用预选和交互机制演化出备份控制器的最优位置,以保证交...     

基于SDN的DWSN技术分析及性能优化研究

当前,分布式无线传感器网络(DWSN)已得到广泛应用并服务于许多领域,而其网络架构和节点仍存在一些技术及性能优化难点,影响应用效果.软件定义网络(SDN)是具有控制转发分离思想可编程化功能的新型网络架构,其能对节点设备和层间协议进行软件定义虚拟化.为了提升DWSN的关键技术及性能优化的安全性和可操作性,降低网络复杂性,...     

基于深度学习的SDN虚拟蜜网路由优化

针对传统蜜网所致的成本昂贵、流量控制不便及动态调整困难等问题,提出使用SDN、ODL与Mininet技术部署轻量级虚拟蜜罐,组建虚拟蜜网拓扑,使用深度学习技术DDPG优化路由选择路径.通过实验表明,优化后的路由选择机制具备动态调整网络结构,有较好的收敛性和选择性.使得网络在遭受攻击时,能将攻击转向蜜网,从而减少攻击造成的危害,增强网络主动防御能力.     

基于Renyi熵的SDN自主防护系统

针对SDN架构下的常见网络异常行为,提出了一套基于Renyi熵的SDN自主防护系统,该系统可实现网络异常行为检测、诊断及防御.系统无须引入第三方测量设备,直接利用OpenFlow交换机流表信息.首先,通过计算和检测特征熵值,实现异常网络行为的检测.然后,进一步分析OpenFlow流表信息,实现异常行为的诊断.最后,实施...     

基于SDN技术构建数据中心虚拟网络

网络与计算系统的发展彼此影响并相互联系,促使计算虚拟化为如何更宽泛地考虑IT基础架构提供了一个样板。本文对网络虚拟化的必要性、传统网络技术的局限性以及软件定义网络技术特点做了分析,提出了基于SDN技术构建数据中心虚拟网络,阐述了方案的应用前景。     

基于MapReduce模型的排序算法优化研究

MapReduce已经发展成为大数据领域标准的并行计算模型。为了使MapReduce系统下参与计算的所有节点高度负载均衡,并且最小化空间使用率、CPU、I/O的使用时长和网络传输开销等指标,在保持算法良好并行性的基础上,提出了一种MapReduce优化算法的设计规范,对多个指标同时进行优化。针对数据处理领域最重要的排序算法进行理论分析,给出了多指标约束下的最优算法,并证明了该优化算法满足MapReduce 优化算法规范。最后通过实验验证了该优化的排序算法在有效性和效率方面严格优于传统的排序算法。     

基于SDN的CDN体系架构及关键技术研究

互联网应用带来流量持续增长,CDN成为提升用户体验的必然选择。在新业务需求和新技术的双重驱动下,电信运营商CDN需要提升CDN智能化能力,以适应快速变化的新业务。SDN是一种新型网络架构,通过将网络设备控制平面与数据转发平面分离,实现了网络的灵活控制。本文首先分析了SDN对CDN发展的影响,然后介绍了基于SDN的CDN体系架构,最后对实现基于SDN的CDN的关键技术进行探讨。     

基于Spark的MapReduce相似度计算效率优化

随着互联网的用户及内容呈指数级增长,大规模数据场景下的相似度计算对算法的效率提出了更高的要求。为提高算法的执行效率,对MapReduce架构下的算法执行缺陷进行了分析,结合Spark适于迭代型及交互型任务的特点,基于二维划分算法将算法从MapReduce平台移植到Spark平台;同时,通过参数调整、内存优化等方法进一步提高算法的执行效率。通过2组数据集分别在3组不同规模的集群上的实验表明,与MapReduce相比,在Spark平台下算法的执行效率平均提高了4.715倍,平均能耗效率只有Hadoop能耗的24.86%,能耗效率提升了4倍左右。