基于Ryu的SDN网络动态路由算法实现

针对传统网络不能对网络设备的自动配置和对虚拟网络进行管理的问题,文中分析了SDN网络架构,采用SDN控制器作为集中的控制平面来统一管理各交换设备,分析了Ryu控制器与OpenFlow交换设备之间的通信原理,在应用层中设计路由算法,来实现传统网络的选路功能.结合实际使用环境,通过获取网络属性,增加了多个权重来优化现有的基于跳数的路径选择.将文中算法集成到Ryu控制器中作为控制器的动态路由选择功能;通过mininet对网络节点进行仿真,构建具有虚拟主机以及虚拟交换机的网络拓扑,开发Ryu控制器内部应用来对各交换机进行集中的流表下发.仿真结果表明,对Ryu控制器应用的开发可以实现动态路由选择功能,完成了自动的流表规则下发.验证了SDN架构中应用层面对网络协议等功能的设计方法的可行性,并且SDN控制器能够根据优化的路由算法实现对虚拟网络设备的集中管理和自动化配置.     

基于多参数节点排序的SDN控制器部署策略

针对已有的软件定义网络（SDN）控制器部署关注基于控制消息路由时延最优的问题,引入节点的介数中心性作为参数,分析了介数中心性对于控制器部署位置选择的重要性,并联合节点的可靠性提出了一种基于多参数节点排序方案（MFRS）的控制器位置部署策略,将节点进行排序并分层,依据节点间的连接关系计算出控制权值,最终确定控制器位置. 仿真结果表明,MFRS的控制消息路由跳数小于基于时延的最短路径算法,且基于MFRS的网络可靠性高于基于时延的最短路径算法.     

基于SDN控制器的负载均衡策略

给出一种基于软件定义网络(software defined network,SDN)控制器的负载均衡策略。选用分布式控制器,将网络中任意两节点的通信近似为Markov过程,通过多步转移概率计算网络节点间各链路权重。测量交换机和控制器负载,当控制器超载后,根据链路权重,选择需要迁移的交换机进行负载均衡操作,最后在数据中心Fat-Tree拓扑上进行网络仿真。仿真结果表明,与最短路径优先算法相比,所给策略的平均流量和吞吐量均有明显提升。     

软件定义无线传感器网络中低控制负载的睡眠调度

为了克服软件定义无线传感器网络（SDWSN）中控制流量的限制,依据基于能量消耗的连通k邻域睡眠调度算法和软件定义网络（SDN）的特性,提出了一种低控制负载的睡眠调度方案. 首先,利用SDN的网络模型重新设计无线传感器网络的模型;然后,依据新的网络模型,对传统的睡眠调度方案进行改进. 在此基础上,设计出能够降低网络中控制流量的流表,从而降低SDWSN中的控制负载. 仿真结果表明,本文所提出的控制流设计方案在控制流量和数据平面中更新节点状态的平均响应时间要优于SDWSN中的睡眠调度,该方案能够最小化整个网络中的控制流量,在延长网络生命周期的同时降低控制负载.     

面向多源信息采集的地理位置路由寻址机制

为满足日益增长的与地理位置相关的网络业务需求,在命名数据网络（NDN）的基础上,提出了面向多源信息采集的地理位置路由寻址机制.设计了地理位置编码方案,将地理位置信息与NDN中的内容名称结合起来,支持面向位置的多源信息采集请求;在原始NDN路由转发框架下,提出了基于自学习的地理位置路由寻址机制,避免了路由通告带来的开销,并可兼容传统的NDN路由转发机制;最后,使用ndnSIM仿真平台实现了该机制并进行了实验验证.验证结果表明了该路由寻址机制的有效性.     

基于Linux系统的LEO卫星动态路由协议研究与实现

基于虚拟拓扑算法思想,提出了一种基于网络状态的低轨（LEO）卫星动态路由协议.通过预测卫星周期运动来划分快照,按照每个快照内的拓扑预计算路由.根据卫星节点的实时状态动态调整网络拓扑并重计算路由,以提高卫星网络的应急能力,增强网络的抗毁性.除在NS3仿真平台验证协议正确性之外,主要在Linux系统实现了该路由协议,针对划分的4个模块在实现功能时的难点提出了解决方案.在Linux系统中对实现的协议进行功能测试和性能测试,验证了协议的路由功能.与传统的基于虚拟拓扑算法相比,该协议在时延、丢包率和吞吐量性能上有所提升.     

一种混合式SDN网络的拓扑管理协议

研究了混合式SDN网络的拓扑管理协议ARLP。ARLP可自动生成网络拓扑结构、并下发路由信息。当拓扑发生变化时,ARLP可自动检测到并下发更新的路由信息。仿真结果表明,当网络发生变化时,数据可切换到更新后的路由上,ARLP可提高网络的收敛速度,保证数据无缝传输。     

基于时延和负载均衡的多控制器部署策略

针对在软件定义网络(SDN)中多个控制器部署时面对的时间延迟和负载均衡问题,在保证负载均衡的基础上以降低整个网络的时间延迟和提高整个网络性能为目标,提出一种多控制器部署算法.针对传统粒子群算法收敛速度慢的缺点,采用改进的粒子群算法对SDN控制器进行部署,在考虑平衡控制器负载能力的同时,最小化交换机和控制器之间的传播时延...     

基于多路径传输的动态负载均衡路由算法

针对当前数据中心网络面临的资源分配不够合理、资源利用率低等问题,提出一种基于多路径传输的动态负载均衡路由(multipath transmission-based dynamic load-balanced routing,MTDLR)算法.该算法利用软件定义网络(software-defined networking,SDN)架构集中控制的优势,建立实时全局资源视图,综合考虑多路径的链路带宽均衡度、路径带宽最优度和路由跳数等路径层面因素,为每条数据流选择最优路径.在此基础上,搭建SDN仿真平台进行性能测试,仿真结果表明:在多种拓扑结构的数据中心网络中,MTDLR算法较等价多路径(equal-cost multi-path,ECMP)算法和全局负载均衡(global load balancing,GLB)算法在带宽利用率、吞吐量等方面均有一定程度的提高.     

多域分层ASON路由技术

研究了自动交换光网络(ASON)多域分层路由体系结构，提出了基于Speaker节点的拓扑信息路由通告机制，实现了分层网络的拓扑发现、同步和路由计算．结果表明，路由控制负载和链路状态数据库的大小都随着路由层数的增加而迅速地降低．该机制能解决大规模网络的可扩展性问题，节约节点存储空间和提高路由效率．     

基于博弈的机坪感知网络机会传输控制方法

在机坪感知网络场景下,针对不连通网络消息机会传输过程中投递率低和网络开销大的问题,提出一种基于博弈的机坪感知机会传输控制方法（OTCM）.首先结合场景特性建立首传节点博弈模型,实现消息传输排序,解决传输优先级的问题;而后提出了一种融合多维拓扑节点属性的博弈规则体系和函数,实现消息传输环境的优化及传输过程的可靠性;同时根据博弈体系中的效用函数保证拓扑在新机会节点融入后的自适应更新,维持其传输性能的最优状态.利用机会网络仿真器建立国内某机坪场景,仿真结果表明,OTCM算法相较于其他机会路由策略,平均投递率可达52.50%,平均传输时延降低至1 773 s,基本达到了研究目标的要求.     

基于时间序列预测的延迟容忍网络路由算法

本文提出了一种基于时间序列预测的延迟容忍网络路由算法。该算法通过改进的加权移动平均时间序列预测方法,利用节点中不断积累的历史连接信息,预测链路的未来连接状态,并以保证消息最早到达目标节点为路由选择依据,构建节点内部的路由表信息。本文算法不要求节点有任何网络连接的先验知识,并且能够随着网络拓扑的变化调整消息的传输路径,克服了同类算法需要大量网络连接先验知识而导致路由算法实用性差的问题,提高了算法的适用性。仿真结果表明,本文算法与MED、MEED算法相比,在不同的网络带宽和节点缓存条件下具有更高的传输成功率和更低的平均传输延迟。     

基于SDN的一体化融合网络路由调度机制

为了解决一体化融合网络动态接入设备出现的通信波动、流量负载均衡以及鲁棒性差等问题,结合软件定义网络(SDN)技术,优化了基于主客观的精准成本模型,将指标阈值型G1法作为主观赋权法,将标准离差法作为客观赋权法,使用乘法集成法对主观法和客观法计算出的权值进行成本整合,给出了最终的链路成本。提出了一体化融合网络多路径选择算法,把优化后的成本组合运用到多路径迪杰斯特拉(Dijkstra)变种算法中,得到传输链路及组合成本。提出了一体化融合网络联邦路由拓扑和策略,使不同网络可以选择符合自身特征的多条路径并按比例转发。研究结果表明,所提方案优化了差异化路径选择和流量调度,增加了链路带宽利用率并减小了网络传输时延。     

基于SDN与NFV的服务功能链编排算法

在服务功能链(SFC)部署的资源编排问题中, 基于软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV)融合的技术背景和SDN控制器、网络功能虚拟化与物理底层计算资源层组成的3层架构,提出了一种基于SDN和NFV的主动控制资源优化算法。首先通过多标准的聚合多准则效用算法对用户效用进行建模,将优化目标转化为最大化用户效用的问题;然后根据算法对未来状态的预测以及对网络利用率的实时监控,对到达的SFC请求进行决策并发出控制指令,以此为依据占用虚拟化网络功能持有的底层资源。仿真结果表明,与静态的时序资源分配算法相比,主动控制资源优化算法在资源利用率、接受率、创造用户效用等方面具有更好的性能。     

一种基于OPNET的NoC路由算法设计

针对片上网络(NoC)确定性路由算法在高负载情况下性能下降过快、自适应路由算法逻辑复杂度高及资源开销大等问题,提出了一种适用于2D-Mesh拓扑结构的路由算法DARA。在通过最短路径满足延时约束的基础上,对易形成网络热点的中间区域节点采用动态的路由方式,对网络边缘节点采用基于Turn Model模型的确定性路由方式。实验首先通过OPNET仿真平台,对一个5×5的2D-Mesh拓扑结构的NoC分层建模;然后分别在均匀模式和热点模式下对该算法进行了仿真验证,并获得端到端的平均延时和吞吐量。实验结果表明,与通常的XY路由算法及自适应DyXY路由算法相比,在热点模式下DARA路由算法具有更好的网络性能。     

宽带码分多址系统的一种局间负荷平衡方案

为了克服不同交换单元之间负荷不平衡而导致的局部网络拥塞和资源浪费,提出了一种按照链路拥塞程度和呼叫话务量动态选择服务交换单元的局间业务平衡方案.通过在核心网交换节点和无线网络控制器(radionetwork controller,RNC)之间引入一个动态路由节点,使得每个RNC可以连接到多个核心交换单元.对于非接入层信令或者业务,当缺省的核心交换单元或者传输链路过负荷时,动态路由节点可以通过附加的中继链路选择一个相对空闲的交换单元实现传输和交换.采用这种方案有利于降低不同交换局业务不平衡而导致的局部的系统过负荷,但无法消除由于系统总体资源不足而引入的呼损.     

SDN架构下的安全审计系统研究与实现

为了解决软件定义网络(software defined networking,SDN)架构面临的安全挑战,针对SDN网络架构中的安全审计环节,将传统网络中的安全审计解决方案与SDN网络集中控制的特性相结合,依托Floodlight控制器设计并实现适用于SDN网络环境的安全审计系统,包括安全审计事件的收集、分析、存储、响应等功能.提出一种针对分布式拒绝服务(distributed denial of service,DDo S)攻击的攻击回溯算法对安全审计事件进行追溯,确定出DDo S攻击发起者及僵尸主机集合.同时,采用滑动窗口分割算法从安全审计事件中提取出用户行为序列模式,基于Levenshtein算法计算用户行为序列模式之间的相似度,并根据用户当前行为和历史行为的相似度来判断是否出现可疑的攻击行为.经实验验证,该系统能准确地回溯出DDo S攻击发生时被控的僵尸主机集合及攻击者,并且可以有效地检测出用户攻击行为.     

基于网络时延的SDN逻辑一致性策略研究

对SDN网络更新过程中的暂时中间态进行了研究, 阐述了因网络时延导致的控制逻辑不一致问题, 并提出了一种解决方案. 该方案通过在控制平面上调整安装控制规则的时序, 使网络达到控制逻辑一致的目的, 进一步建立了一种基于节点平均网络时延的目标优化模型, 通过对模型求解得到SDN网络逻辑一致的时延最小路由路径. 最后通过仿真实验验证了该方案的可行性和有效性.