SDN/NFV下的5G网络资源切片管理机制

网络切片是伴随着第五代移动通信网络而产生的新型网络组织形式,以低成本、高效率的方式实现对未来多样化的5G使用场景的支持,而如何高效分配底层网络资源以实现5G网络切片已成为当前研究热点.为了优化5G网络切片的资源调度,本文为网络切片的不同阶段设计了相应的资源管理策略,包括切片创建、调整和回收机制.切片创建机制采用粒子群算...     

基于SOTN技术和5G网络切片技术的传输组网技术

为提升网络的传输效率和传输质量,研究基于软件定义光传送网（Software Optical Transport Network,SOTN）技术和第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology,5G）的传输组网技术。首先分析了5G传输网端到端架构存在的优势及不足,其次采用SOTN技术和5G网络切片技术设计了一种传输组网方案,最后进行实验分析。测试结果表明,该传输组网技术具有较好的应用效果,数据包的传输成功率均在90.00%以上,并且端到端的最大时延为16.11 ms,能够保证网络的传输效果。     

基于OpenFlow的SDN网络攻防方法综述

软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的控制与转发分离、统一配置管理的特性使其网络部署的灵活性、网络管理的动态性以及网络传输的高效性均有大幅提升,但是其安全性方面的问题却比较突出。综述了基于OpenFlow的SDN在安全方面的研究现状,首先根据SDN的三层架构分析了其脆弱性,介绍SDN不同平面面临的安全威胁,并根据网络攻击的流程来介绍当前主要的攻击手段,包括目标网络探测、伪造欺骗实现网络接入以及拒绝服务攻击和信息窃取;其次,针对不同攻击环节,分别从探测阻断、系统加固、攻击防护3个方面对当前主要的防御手段进行论述;最后,从SDN潜在的攻击手段和可能的防御方法两方面来探讨未来SDN安全的研究趋势。     

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。     

软件定义网络中基于网络切片和ILP模型的路由方案

针对软件定义网络(SDN)中数据层的路由优化问题,提出一种基于网络切片和 整数线性规划(ILP) 多约束优化的路由方案。首先,根据多租户业务的链路需求,基于Kruskal算法对数据层中的链路资源进行网络切片,尽可能形成相互隔离的租户子网络。然后,在考虑链路约束和租户业务的服务质量(QoS)约束下, 以最小化传输延迟为目标, 构建一个ILP整数线性规划(ILP)路由优化模型,并获得最佳的路由方案。仿真结果表明,所获得的路由方案具有较少的共享链路,有效降低了链路拥塞和传输延迟。     

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。     

SDN中基于机器学习的网络流量分类方法研究

由于缺乏网络流量类别信息,目前软件定义网络SDN控制层难以有针对性地对在线视频流量和下载流量进行速率管控。当带宽有限时这会严重影响用户同时观看在线视频和进行下载时的体验。针对此问题,提出一种在SDN中基于机器学习的在线视频流量和下载流量分类方案。该方案选取新的、可以有效区分在线视频流量和下载流量的特征集合。通过测试对比多种机器学习模型的分类效果,在SDN中设计实现了基于随机森林(RandomForest)模型的实时流量分类应用,为在SDN中实现细粒度的网络流量管控、优化QoS等功能奠定了基础。测试结果表明,该方案对SDN中在线视频流量和下载流量的实时分类效果较理想,实时分类平均准确率较高。     

网络切片技术在矿山通信网络中的应用研究

针对目前矿山通信网络多源异构的系统架构具有资源共享率低、维护升级困难、垂直业务部署配置不够灵活高效等问题,将网络切片(NS)技术应用于矿山通信网络中。构建了基于NS的矿山通信网络架构,NS在矿山通信网络中的部署分为业务实例层、网络切片实例(NSI)层、资源层,分别与矿山通信网络的应用层、传输层、感知层对应:业务实例层负责具体井下业务创建及生命周期维护;NSI层通过将设备抽象为独立的NS,生成可定制、逻辑独立、业务隔离的NSI,以供不同需求的业务订购者定制使用;资源层负责对NSI层提供计算、存储、转发、无线接入等功能。通过动态修改NS模板内各网络主要性能指标参数,实现对NSI生命周期的管理,满足了业务对NS按需定制、灵活使用的需求;通过对NSI隔离属性进行动态配置和管理,以及对NSI隔离要求进行全局性操作,实现NS隔离,达到NS所承载业务之间互不干扰的目的。根据时延敏感类、带宽敏感类和连接数量敏感类井下业务对NS划分,给出了典型井下业务下NS工作状态,可满足矿山通信网络对差异化垂直业务的灵活配置需求。     

基于虚拟化安全网络扩展的SDN安全架构

采用控制、转发分离架构的软件定义网络（SDN）为网络的可编程性与开放性提供极大便利,但也给网络的安全性带来诸多挑战。提出一种虚拟安全网络（Virtualized Security Networks）与数据层中间盒扩展相结合的SDN安全架构,给出该架构的实现要点,并以实验验证其架构实现。测试表明该架构较其他方式具有更好的性能与可扩展性,同时其更有利于传统网络环境下的安全保障机制面向SDN网络架构的过渡迁徙。     

基于SDN架构的网络能耗与性能动态调节机制

传统网络环境不能较好地兼顾网络性能和能耗。为此,提出一种新的网络评价算法。在软件定义网络环境中,利用启发式算法,使用流表机制动态调节广域网的网络拓扑,实现网络性能和能耗的调节,并对其性能和能耗的调节效果进行评价。实验结果表明,与传统网络只关注网络性能或能耗的算法相比,该算法能够实现网络性能和能耗的动态调节,实现简单,并且链路利用率较高。     

基于重叠分片法的网络顽健性动态增强仿真

针对网络顽健性动态增强过程网络区域划分不均,导致增强效率低和能耗高的问题,提出基于重叠分片法的网络顽健性动态增强方法。计算最优簇首数量,确定非测距定位技术和测距定位技术对节点的位置,利用节点位置划分网络区域。将事件信息传送到汇聚节点过程中存在的偏差,与自适应最小均方误差滤波算法和时空相关理论相结合,建立节点数据优化模型和通信频率优化模型,确定传递事件信息的最佳通信频率和最少激活节点总数,实现网络顽健性的动态增强。仿真结果表明,所提方法的增强效率高、能耗低且能有效反应网络不稳定节点输出的动态信号。     

基于网络资源管理技术的SDN DoS攻击动态防御机制

软件定义网络(software defined networking, SDN)已经迅速成为一种新的网络通信管理模式,极大地改变了传统网络架构.SDN可以通过将控制层与数据层分离来实现更细粒度的网络控制与管理.但是,转控分离的SDN架构也使得控制器极易成为DoS攻击的目标.为解决这一问题,现对SDN中的DoS攻击进行全面的研究,并提出一种轻量有效的MinDoS防御机制,该机制主要由简化的DoS攻击探测模块和优先级管理模块这2个核心模块实现.该机制可以根据用户信任值将流请求分类并将其划分到具有不同优先级的多个缓冲队列,然后使用SDN控制器以双轮询机制来调度处理这些流请求,从而在DoS攻击下更好地保护控制器.另外,MinDoS还结合了多控制器动态调度策略来降低全局响应时间,提高用户服务质量.最后,分别在SDN单控制器和多控制器实验环境中对MinDoS防御性能进行综合评估,实验结果表明：MinDoS防御效果良好,系统设计满足预期目标.     

基于SDN网络构架的网络动态优化研究

针对动态网络优化依赖虚拟机在线迁移技术的问题,利用新型的网络架构SDN很好地实现了对网络设备的灵活管理和配置,达到数据中心虚拟化管理,且使得数据中心在资源优化,差错容忍和负载均衡方面具有很好的灵活性。同时,提出了一种基于QoS流机制的多路径虚拟机迁移策略(QMA),该机制通过对网络动态传输的虚拟机迁移资源划分为不同的QoS流,然后对每一个流选择有效的转发路径进行迁移,从而提高虚拟机整体迁移性能,最终达到对网络资源动态优化管理。     

基于SDN的数据中心网络资源调度机制

随着大数据应用的不断丰富, 现在的数据中心通常部署着多种集群计算框架, 并由统一的集群资源管理器(如Mesos)进行管理. 目前的集群资源管理主要关注计算资源和存储资源, 较少的涉及网络资源. 但研究表明高效的网络资源管理对于优化作业性能十分重要. 本文提出了一种基于SDN(Software Defined Network)的数据中心网络资源调度机制, 该机制可以根据管理员预设的网络资源分配策略, 加权的进行网络资源调度, 为高优先级的作业分配更多网络资源以优化性能, 并且实现不同作业之间的网络性能隔离. 我们基于开源SDN控制器实现了原型系统, 并通过实验验证了该机制的有效性.     

SDN网络多控制器结构的失效备援设计

为了提高可扩展性,软件定义网络出现了多控制器架构。但是多控制器架构中数据交互的复杂性也在快速增加,某个控制器故障导致网络不可用的情况时有发生。为了提高多控制器架构下软件定义网络的服务可靠性,本文设计了一种多控制器失效备援方法,降低了现有多控制器架构下提升网络可靠性的技术的复杂性,同时减少了控制器之间状态交互消息的数量,对提升网络服务质量,降低设备部署的成本和复杂性,保证网络的高可用性方面具有极为重要的意义。     

基于SDN的虚拟网络重映射方法研究

针对底层网络中关键资源成为虚拟网络映射过程中的瓶颈问题,提出一种在SDN环境的基于拓扑感知的虚拟网络映射算法,算法通过提出资源关键度和资源负载度的底层资源度量方式,通过使用提出的资源度量方式进行映射,并感知底层网络资源负载进行动态调整。仿真结果表明,算法在请求成功率、收益花费比和资源负载均衡度方面具有较好的性能。     

SDN多控制器网络中基于交换机迁移的动态负载均衡策略

针对多控制器SDN网络环境下的负载均衡问题,论文提出了一种基于交换机迁移的动态负载均衡策略,共分为三个实施阶段:首先通过动态信息采集算法(DIA)收集各控制器间的负载信息,以决定需要实施交换机迁移算法的过载控制器;随后依据论文定义的迁移域及迁移交换机选取算法(MSS)决定迁移目标控制器以及需要迁移的交换机;最后依据交换...     

基于SDN的卫星网络多控制器部署方法研究

针对传统卫星网络协议的异构性、网络配置不灵活、不能提供细粒度服务等问题,本文基于SDN的卫星网络架构,提出了一种改进的NSGA-II的多目标控制器初始化部署算法,以实现卫星网络的灵活控制。该方法在SDN卫星网络的架构基础上以低时延和负载均衡为优化目标,通过矩阵的形式对个体进行编码,同时提出行交叉和列交叉以及行变异和列变异操作,通过不断迭代进化,得出最优的控制器部署方案。实验证明,与传统的贪心算法以及随机算法相比,所提出的算法能够降低控制器和交换机之间的网络时延,同时使各控制器的负载保持均衡。     

基于半速率的GSM网络资源调整算法

基于半速率技术原理,提出了一种新的GSM网络资源调整算法。当网络中话务模型发生变化的时候,根据现网话务量、拥塞情况等,对网络中的载波硬件、半速率配置实施动态调整策略,并对话音信道和信令信道进行均衡调整。实验结果表明,使用本文提出的资源优化调整算法,可以在时变网络环境下,有效地提高网络资源的利用率,保证用户的服务质量。