基于mininet的SDN架构仿真研究

软件定义网络(SDN)是一种新型网络创新架构,公开标准的OpenFlow技术是实现SDN架构最有效的技术之一。为进一步研究SDN架构的特性,为应用创新提供可定义的网络平台,在基于OpenFlow的mininet仿真软件的基础上,实现了SDN架构的仿真。文章总结了典型的SDN架构的特性,分析了基于OpenFlow技术的仿真原理和方法,基于Mininet仿真软件构造,验证了SDN架构的功能和基本工作流程,提出的仿真方法和搭建的平台可为SDN架构的研究提供有效的技术支撑。     

基于SDN的高校计算机网络实验室设计

网络应用数量的迅猛增长,让新型网络创新架构SDN受到各界的广泛推崇。为了解决许多高校的计算机网络实验室还不支持SDN相关实验,对计算机相关专业学生在SDN的学习、应用和研究方面形成阻碍,不利于学生的系统学习和就业的问题,本文从SDN的理论建设出发,基于Open Flow标准,搭建基于SDN的计算机网络创新环境实验平台并设计了五种基本网络连接通信情况,为高校计算机网络实验室提供能够支持SDN相关实验的低成本可行性设计方案。     

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。     

SDN控制器的测量方法探讨

目前针对SDN控制器的评估测试还缺少统一、明确的方案。基于对上述问题的长期思考和在工作中积累的经验,提出了一套相对完整的SDN控制器测量方法,并给出了相关测试数据分析,以求为业界同仁提供一定的参考和借鉴。     

一种基于集群的SDN控制器负载均衡方案

SDN(Software Defined Networking)集中式管控在带来网络全局视角、可编程以及灵活性的同时,其可靠性和可缩放性一直是其弱点。工业界和学术界普遍指出分布式控制器是解决这个问题的一种可行方案。然而,交换机和控制器之间的静态映射关系会限制分布式控制器系统的性能。针对这个问题,基于OpenFlow协议,提出一种在运行时动态修改交换机与控制器之间配置关系的交换机迁移方案。实验证明,该方案可以实现分布式控制器之间的负载均衡,提高了控制平面的可缩放性。     

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.     

安全可控的SDN技术研究

自主创新,建设安全可控的网络是我国信息化建设的重要内容。自主安全可控的网络建设的核心思想是在采用自主国产网络设备组网的基础上通过自定义、可编程方式实现数据底层传输和上层控制的分离,进而提升网络设备运行和网络维护效率,增强网络的安全性、可管理性。本文在分析目前网络架构风险的基础上,基于SDN技术设计了一种自主安全可控的网络,并对技术原理、实现方案进行了详细论述。     

SDN架构下基于优先级的带宽保障算法研究

针对SDN构建的数据中心,互联网出口带宽无法同时满足所有业务的带宽需求,提出一个基于优先级的带宽保障算法,在满足高优先级业务带宽需求的情况下再满足低优先级业务的带宽需求,保障带宽资源的合理分配。测试结果表明,相比于没有采用带宽保障算法的模拟数据中心,基于优先级的带宽保障算法能确保高优先级业务在总体带宽资源不充足情况下保障业务质量。     

一种针对基于OpenFlow的SDN网络中控制层面的DoS攻击研究

针对OpenFlow协议报文交换机制里所有非数据报文均需要通过PACKET_IN报文上传控制器的弱点,提出一种不停查询未知转发地址从而造成SDN网络控制层面资源耗尽的新型DoS攻击方式,同时基于SDN网络可编程性提出检测攻击与降低网络时延的解决策略。首先通过SDN控制器北向应用接口,使用Defense4ALL应用中自定义功能,针对DoS攻击特性检测网络中恶意流量。然后利用控制器动态配置特性,实时更新交换机配置文件,改变网络转发策略,从而减轻攻击对整个网络造成的影响。实验仿真表明,在大规模高速攻击中,该方法的检测成功率接近100%,在攻击源较少的慢速攻击中检测成功率低于80%,整体网络延迟降低10ms以上。所提出的解决策略可以有效减少针对控制平面的DoS攻击对整个网络的干扰。     

基于SDN的数据中心网络路由与调度

随着计算机技术的不断发展,云计算也变得越来越普及,应用在人们生活的各个角落,这就为网络数据中心带来了新的发展契机,但任何一个行业,机遇和挑战都是并存的,数据中心现有的网络构架存在着诸多的缺陷,在程序运行的过程中各种问题也随之凸显出来;另外,路由协议和调度策略也有不足之处,这些都制约着云计算技术的发展.面对这种现状,基于SDN的数据中心网络路由与调度的研究就很有必要.     

SDN网络虚拟化中规则映射研究

软件定义网络（SDN）为网络虚拟化提供了新的解决方案,通过网络虚拟化技术可以将一套基础设施虚拟化为多个逻辑网络从而满足不同的网络需求.本文研究了SDN网络虚拟化时多个物理交换机虚拟为一个大虚拟交换机的过程中,虚拟网络规则与物理网络规则的映射问题.综合考虑链路负载、规则分布以及节点负载,提出了三段式规则映射优化算法.首先根据虚拟网络的规则请求生成组播源节点和目的节点集,采用MPH算法生成规则映射树;然后采用入节点最近原则,将虚拟网络规则请求的指令序列部署到规则映射树中的中间节点和叶子节点中;最后考虑节点负载,对规则部署进行微调,最终生成虚拟规则映射策略.通过仿真实验,与直接边缘节点部署相比,平均降低了网络节点规则总数量40%以上.     

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。     

OpenFlow技术与商业价值

针对目前流行的OpenFlow技术,本文提出OpenFlow的标准进展、商业价值和连通性测试。该方法根据控制层面和转发层面相分离的技术,采用移动研究院内网拓扑进行测试。实验结果表明,通过在BigSwitch controler上进行相关命令配置就可实现二层的OpenFlow交换机互联的不同网段主机的通信。OpenFlow是SDN技术中一种关键的接口协议,SDN是对网络的抽象, OpenFlow是对单个转发面设备的抽象。OpenFlow交换机和Control er的出现为新型互联网（NGN）体系结构的研究提供了实验途径。     

OpenFlow网络架构实现与仿真研究

OpenFlow网络架构克服了传统互联网体系结构“僵化”的问题,成为目前网络技术发展的重点。为了能有效地研究OpenFlow网络架构的组成、功能以及信息流程,采用Mininet底层网络模拟软件和Floodlight控制器软件,实现了OpenFlow网络环境。首先阐述了OpenFlow技术原理,其次给出了OpenFlow网络环境搭建方法,最后通过Mininet和OpenFlow软件实现了OpenFlow网络的仿真建模,对网络架构及相关功能进行了仿真实现,对OpenFlow网络的实现提供了有效的方法。     

基于分类和时序的SDN流表更新一致性方案

软件定义网络（Software Defined Networking, SDN）实现了网络的集中控制和网络资源的灵活调度,已成为下一代网络的热点。确保SDN网络流表更新的一致性,对保障网络配置更新过程的正确性,和SDN网络的有效、安全运行,具有重要的意义。本文针对SDN网络配置更新所引起的数据包处理不一致问题,提出一种基于分类和时序的SDN流表更新一致性方案。通过设计交换机分类方案及优化更新顺序,实现了SDN流表更新的一致性和新、旧路径的数据并行传输,在保证方案良好通用性和隔离性的基础上,有效控制了更新时间和交换机存储空间的占用率,并降低了控制器的上传负载。     

基于路径及反馈的软件定义网络策略更新方案*

软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)虽是具有逻辑集中控制特点的网络架构,但其底层的数据平面依旧是分布式的系统,由此产生的策略更新不一致问题将导致数据包的错误处理,进而引起一系列不正确的网络行为。就此问题,本文提出了基于路径及反馈的策略更新方案,通过对旧流行踪的准确定位实现新、旧流的并行传输,并基于BP神经网络建立了相应的网络性能反馈模型,根据网络状态动态调节数据包重放时机,旨在确保一致性的同时,获得更加良好的网络性能。MATLAB训练结果以及基于POX、Mininet的仿真实验表明,反馈模型的建立能够准确刻画网络性能的变化,该方案与同类研究相比具有更优良的网络性能、更新效率、通用性、隔离性以及相当低的规则空间消耗。     

基于OpenFlow的SDN技术研究

软件定义网络(software-defined networking,简称SDN)技术分离了网络的控制平面和数据平面,为研发网络新应用和未来互联网技术提供了一种新的解决方案.综述了基于OpenFlow 的SDN 技术发展现状,首先总结了逻辑控制和数据转发分离架构的研究背景,并介绍了其关键组件和研究进展,包括OpenFlow交换机、控制器和SDN技术,然后从4 个方面分析了基于OpenFlow 的SDN 技术目前所面临的问题和解决思路.结合近年来的发展现状,归纳了在校园网、数据中心以及面向网络管理和网络安全方面的应用,最后探讨了未来的研究趋势.     

面向SDN数据中心网络最大概率路径流量调度算法

随着数据中心网络规模的迅速增长,网络带宽利用率低下导致的网络拥塞问题日益突出,通过负载均衡提高数据中心网络链路带宽利用率和吞吐量成为了研究热点.如何结合流量特征、链路状态和应用需求进行流量的合理调度,是实现网络链路负载均衡的关键.针对数据中心突发性强、带宽占用率高的大象流调度问题,提出一种面向SDN数据中心网络最大概率路径流量调度算法,算法首先计算出满足待调度流带宽需求所有路径,然后计算流带宽与路径最小链路带宽之间的带宽比,结合所有路径的带宽比为每一条路径计算路径概率,最后利用概率机制选择路径.算法不仅考虑了流带宽需求和链路带宽使用情况,而且全局地考虑了流调度和链路带宽碎片问题.实验结果表明,最大概率路径调度算法能够有效地缓解网络拥塞,提高带宽利用率和吞吐量,减少网络延迟,从而提高数据中心的整体网络性能和服务质量.