软件定义网络中的快速移动性管理

软件定义网络(SDN)是未来互联网研究领域中的重要课题。该文首先测量和分析SDN中现有的移动性管理方案所面临的问题,包括用户移动过程中数据包时延大和网络控制开销大等;并以减少时延和降低控制开销为目标,设计一种快速移动性管理方案,该方案采用隧道和流表转发相结合的方式来实现移动性管理,减少数据平面与控制平面的交互。模拟实验表明:与SDN中现有的移动性管理方案相比,快速移动性管理方案使得终端移动过程中的数据包往返时延减少了10倍左右,SDN为移动用户而产生的控制开销降低了一半以上。     

基于SDN的QoS测量与路由规划系统设计与实现

采用OpenFlow技术,设计并实现了一套基于软件定义网络的QoS测量与路由规划系统.利用控制器与OpenFlow交换机之间的消息交互,实现SDN中链路时延、负载和丢包率的测量功能.针对QoS路由中存在的"多指标约束限制"问题,根据本文考虑的QoS指标(链路时延、负载和丢包率),改进并实现了一种自适应多指标限制路由算法.实验结果表明:该系统在准确测量链路QoS指标的同时,可以根据测量结果切换符合条件的路由路径,满足系统设计需求.     

软件定义网络SDN新型网络架构研究

系统研究了SDN网络体系结构,对SDN中的关键技术和设备进行了分析,构建了SDN实验环境,模拟了SDN通过控制流标实现数据转发的过程,介绍了SDN技术的优势和应用场景,并对SDN网络的发展进行了展望。SDN作为一种新型网络架构,能够将网络的转发功能和控制功能彻底分离,相比较传统的OSI七层架构,在数据转发和网络管理等方面具有明显优势,该技术为未来网络技术革新指明了方向,逐渐受到网络技术研究人员的认可。     

一种基于SDN技术的星载交换系统组网架构

为了解决目前星载交换系统中路由交换技术的协议开销大、信令复杂、服务质量(QoS)保障能力弱等问题,提出一种基于软件定义网络(SDN)技术的星载交换系统组网架构,对卫星通信SDN控制器和星载SDN交换机的系统结构和功能模块进行了初步设计,实现了星载交换系统控制平面与转发平面的分离,为进一步开展相关研究打下了基础。通过实验仿真,分析比较了SDN星载交换系统和传统星载交换系统的系统负荷和路由收敛时间。结果表明,SDN星载交换系统在降低星载计算能力需求和有效提高拓扑结构稳定性上具有明显优势,可以有效减少传统星载交换系统的有效负荷,优化卫星信道资源利用率,提高卫星通信网络的QoS保障能力。     

基于SDN的多媒体流QoS队列调度机制研究

随着多媒体新兴应用的不断涌现,网络规模日益复杂.为提高不同优先级多媒体业务的传输能力,保障业务的服务质量需求,结合软件定义网络技术,设计一种基于SDN的队列调度模型.同时,为了有效提高新型队列调度模型下数据的传输质量,避免产生网络拥塞,将复杂的网络抽象为M/M/1和M/D/1排队模型,并提出一种基于SDN的排队论时延模型,分析了新模型下MLFQ分组调度算法并对不同分组调度算法性能进行对比分析.仿真结果表明,基于SDN的多媒体流QoS队列调度机制在满足网络不同多媒体业务优先级要求的基础上,降低了数据传输时延和丢包率,增加了链路带宽利用率.     

基于双向路径的RTT算法研究

传统网络中的RTT测量是基于往返路径统计完成的,研究发现在时延敏感网络与QoS需求较高的环境下,这种RTT测量存在一定的局限性.文章分析了有线网络中可以控制组播与无线网络时延敏感网络,提出基于双向路径发现的正反向RTT域值控制算法,在兼容传统TCP协议的基础上,能有效区分网络拥塞与大数据传送引发的"拥塞假象",并对本算法进行了仿真实验;结果表明,本算法在时延敏感的网络环境下能有效地改善网络的QoS.     

一种基于SDN的自适应多路径负载均衡策略

针对传统多路径路由方法在复杂网络中的负载不均衡、吞吐量低、网络时延等问题,提出一种基于SDN的自适应多路径负载均衡策略(SDN based adaptive multipath load balancing,SDN-AMLB).利用SDN获取全局网络视图的能力,在控制层结合Adaboost算法进行自适应路由计算实现重路由,计算过程中根据网络节点负载、链路负载和数据包大小进行自适应评估并更新路径表,将评估结果引入模型更新分类器参数,通过Mininet工具进行模拟.结果表明SDNAMLB可提高全网数据传输效率和吞吐量,实现网络负载均衡,满足复杂网络环境中用户对网络传输、时延的要求.     

基于时延的软件定义卫星网络控制域规划策略

现有软件定义网络（SDN）多控制器划域研究大多基于拓扑相对固定的地面网络,难以适应拓扑动态变化的卫星网络,而现有卫星网络研究在处理时延问题时大多只考虑传播时延。针对这一问题,在建立模型时引入控制器处理时延、排队时延对划域的影响,提出了一种面向软件定义卫星网络（SDSN）的时延分析模型。借助该模型进行SDSN多控制域的划分。经过仿真验证,与现有的地面SDN多控制域规划算法及卫星网络控制域划分方法相比,该算法能够更好地适应卫星网络环境,有效降低网络时延,使控制器间负载均衡性能提升40%以上。同时迭代跳出机制使得算法运行速度快,能够适应卫星网络拓扑的快速变化。     

企业级视频会议系统动态资源预约算法

为了解决传统路由器网络基于RSVP资源预留协议无法满足视频服务的实时管理的问题,提出一种面向SDN网络的动态资源预约算法.该算法根据链路的实时可用带宽计算链路开销,进而获得满足时延约束的最优路径由于目前的互联网为多自治域管理,而多自治域的管理较为困难,主要研究了单自治域的应用.场景:大型校园网和企业网仿真测试结果表明,对于一个具有20个左右核心路由器的大型校园网的情况该算法能够达到良.好的预约效果.该算法对大型校园网开展具有QoS服务质量保证的视频会议服务具有较大的现实意义.     

MPEG-4视频无线传输的自适应QoS控制

自适应QoS控制机制由优化模式选择和固定时延的混合自动请求重传组成，优化模式选择在压缩 层提供QoS支持，固定时延的混合自动请求重传在链路层提供QoS支持。仿真结果显示给出的自适应QoS 控制对MPEG-4视频在动态的无线信道上传输达到了满意的质量，并有效地利用了网络资源。     

Application-aware routing with QoS support in SDN networks①

Software defined networking ( SDN ) offers programmable interface to effectively control their networks by decoupling control and data plane .The network operators utilize a centralized controller to deploy advanced network management strategies .An architecture for application-aware routing which can support dynamic quality of service ( QoS) in SDN networks is proposed .The application-aware routing as a multi-constrained optimal path ( MCOP) problem is proposed , where applications are treated as QoS flow and best-effort flows.With the SDN controller applications , it is able to dy-namically lead routing decisions based on application characteristics and requirements , leading to a better overall user experience and higher utilization of network resources .The simulation results show that the improvement of application-aware routing framework on discovering appropriate routes , which can provide QoS guarantees for a specific application in SDN networks .     

Quantitative assessment model on path assignment for SDNs

Software defined networking (SDN) has emerged as an efficient network technology for lowering operating cost through simplified hardware, software and management. Specific research focus has been placed to achieve a successful carrier grade network with SDN, in terms of scalability, reliability, QoS and service management. In this paper, graph theory and traffic engineering are used to model the network state transitions and path assignment problem at first. Next, we present a quantitative assessment model on path assignment for a centralized controller to assess different kinds of path assignments, considering optimal path utilization, network load balance, network load volatility, and resource utilization simultaneously. In the end, an example forquantitatively assessing existing different path assignments is detailed to illustrate our proposed model.     

BotGuard: Lightweight real-time botnet detection in software defined networks

The distributed detection of botnets may induce heavy computation and communication costs to network devices. Each device in related scheme only has a regional view of Internet, so it is hard to detect botnet comprehensively. In this paper, we propose a lightweight real-time botnet detection framework called Bot-Guard, which uses the global landscape and flexible configurability of software defined network (SDN) to identify botnets promptly. SDN, as a new network framework, can make centralized control in botnet detection, but there are still some challenges in such detections. We give a convex lens imaging graph (CLI-graph) to depict the topology characteristics of botnet, which allows SDN controller to locate attacks separately and mitigate the burden of network devices. The theoretical and experimental results prove that our scheme is capable of timely botnet detecting in SDNs with the accuracy higher than 90% and the delay less than 56 ms.     

SDN中基于条件熵和决策树的DDoS攻击检测方法

软件定义网络（software defined network,SDN）作为一种新型网络架构,其转控分离及集中控制的架构思想为网络带来了显著的灵活性,同时为感知全局网络状态提供了便利。分布式拒绝服务攻击（distributed denial of service,DDoS）是一种典型的网络攻击方式。针对SDN网络中进行DDoS攻击检测的问题,提出了一种基于条件熵和决策树的DDoS攻击检测方法,利用条件熵判断当前网络状态,通过分析SDN中DDoS攻击特点,提取用于流量检测的6项重要特征,使用C4.5决策树算法进行网络流量分类,实现对SDN中的DDoS攻击的检测。实验表明,相比于其它研究方法,文中提出的方法不仅具有较高检测精确率和召回率,而且明显缩短了检测时间。     

SDN中一种基于网络的分布式移动管理方案

传统的分布式移动管理方案虽然能解决集中式移动管理方案的不足,但在移动结点发生切换时,仍然需要建立隧道,从而增加了网络开销.为了解决这一问题,利用软件定义网络(SDN)中控制平面与转发平面相分离的特点,在SDN架构下提出一种新的基于网络的分布式移动管理方案(NNDMM),该方案能充分发挥SDN的优点,同时不会给控制器造成额外的压力.建模分析表明:相对于传统的分布式移动管理方案,无论在信令费用上,还是包递送费用上,NNDMM方案都有明显的优势.     

基于语义网技术的SDN建模及网络资源管理接口研究

SDN(Software-Defined Networking,软件定义网络)具有功能丰富的北向接口,常用于开发人员编程实现网络功能,但网络管理人员难以通过现有的北向接口直观的了解网络情况.结合语义网技术,使用本体语言OWL对SDN网络进行多层次、细粒度的本体建模,用RDF对其进行描述,建立SDN网络资源的抽象网络视图,尽可能同底层网络解耦.此后以SPARQL查询语言作为网络资源管理的人机接口和编程接口,实现网络管理员对最短路径和网络资源Qo S的查询,对SDN网络进行图形化管控,并针对不同服务进行策略管理.     

基于交叉熵的多约束QoS组播路由蚂蚁算法

基于多媒体传输的网络应用均对服务质量(quality of service,QoS)有迫切的需求,如带宽、延迟、丢包率等。寻找满足上述QoS要求的组播树问题是一个NP-完全问题。在已有的多约束QoS组播路由算法中主要是局部搜索算法或集中式搜索算法,这些均不能保证在实际网络中找到全局解。本文提出用基于交叉熵的蚁群优化算法来求解多约束QoS组播路由问题,NS2仿真结果表明该算法能够快速找到近似最优解。     

基于软件定义网络的 WLAN 架构及负载均衡切换

软件定义网络将控制平面与数据转发平面进行分离,并提供开放的编程接口,实现网络的可编程化控制,极大地提高了网络管理的灵活性。在传统无线局域网中,终端通常依据信号强度选择接入点,这一机制往往会造成网络资源利用率低及接入点负载不均衡的问题。提出基于软件定义网络技术的无线局域网架构及一种负载均衡切换策略,利用控制器的全局视角与集中管控能力实现对接入点的实时监测,分析其状态信息并计算权值,由控制器根据负载情况向接入点下发流表,完成对网络的管理。硬件和计算机仿真平台实验表明,与传统的无线局域网架构相比,该方案有效提高了网络的资源利用率,平衡了接入点的负载,降低了数据在终端切换过程中的传输时延,提高了网络的性能。     

基于MPLS下一代网络的QoS机制的实现

为解决下一代网络的一个关键技术--如何保证服务质量QoS(Quality of Service)的难题,在对比IP(Internet Protocol)网络的QoS机制的基本模型InteServ(Integrated Service)和DiffServ(Differentiated Service)的基础上,着重讨论了MPLS(Multi Protocol Label Switching)技术在下一代网络中QoS机制的实现,并提出了一种基于MPLS技术的QoS集中控制体系结构.该结构具有强可控性,基于显示路由方案对单个业务流进行有效地控制,避免了资源冲突,达到了集中式控制优化网络性能效果,从而保证NGN(Next Generation Network)运行效率.