软件定义网络架构下的动态自适应负载均衡策略研究

软件定义网络控制与转发分离的架构特性使得网络行为更加易于掌控,提高了网络策略实施的效率.为了解决传统网络中只计算单一最短路径,忽略链路实时状态从而造成负载过大时链路拥塞的缺点,提出了一个基于链路实时状态的负载均衡策略.该策略主要思想是利用软件定义网络架构中的控制器对全网的集中控制能力对链路信息进行实时监控,分析链路信息并得出链路的负载占用情况,然后将结果反馈给控制器,最后由控制器计算出负载最轻的路径并下发流表给相应的交换机.建立了计算机仿真建模和硬件实验平台,验证了该策略可以有效提高链路利用率和用户服务质量.     

软件定义网络流表溢出脆弱性分析及防御方法

软件定义网络交换机非常有限的流表容量使其存在严重的流表溢出脆弱性问题,为此利用软件定义网络易于管理路由规则的新特性,提出一种基于装箱优化的路由聚合算法,并进一步提出了流表溢出攻击的防御方法。采用传统的基于基数树的路由聚合算法产生初步聚合后的流表项节点,将其划分为包含不同数量节点的若干个流表项规则组,并基于装箱优化问题求解得到每个流表项规则组的新转发地址,再将转发地址修改后的流表项规则进行二次聚合,从而有效减少交换机流表中的流表项数量,达到防御流表溢出攻击的效果。实验结果表明:流表聚合率达到了54.9%,优于传统的基于基数树的路由聚合算法,并使得达成流表溢出攻击的攻击数据包数增加了125.8%;该方法可显著增加流表溢出攻击的实现难度,有效缓解流表溢出脆弱性问题,提升软件定义网络对该类攻击的防御能力。     

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。     

全局负载均衡技术在互联网中的实现

一、全局负载均衡技术概述 全局负载均衡技术主要用在不同ISP接入,即多区域、多网段内拥有自己服务器站点的网络中。它使全球用户只以一个IP地址或域名就能访问到离自己最近的服务器,从而获得最快的访问速度。比较大的站点都是由跨网络、跨地域的许多服务器组成的。     

支持流量感知的软件定义网络高效路由方案

针对目前软件定义网络的实现方案中,路由策略所采取的最短路径模型无法保证网络信息交付延迟最小的问题,以信息交付延迟作为路由方案效率的衡量指标,提出了一种支持流量感知的高效路由方案.基于全网流量信息,本方案采用多元优化方案综合考虑转发路径的可用带宽、丢包率、延迟、交换机无效服务率以及路由长度,做出路由决策以提高路由效率.实验证明,与目前Open Flow框架下采用的路由方案相比,本方案可以将数据交付效率提高90%.此外,本方案有利于维护网络负载均衡.     

基于时序与集合的SDN流表更新策略

流表更新是软件定义网络中不可忽视的问题.针对SDN(软件定义网络)流表更新一致性问题提出一种基于时序与集合的流表更新方案,将交换机根据新旧路径分类,分类集合按次序分别进行更新,首先将新流表更新完毕以保证传输,最后删除旧流表.仿真实验表明,在相同网络速率下,方案保证了流表更新的一致性,更新时间较短,控制负载较低,并减小了交换机流表空间的占用.     

基于丢包率预测的多路径网络负载均衡策略

为了弥补传统多路径网络负载均衡策略在网络状态改变前无法预先提供相应预测信息的不足,提出了一种基于预测多路径丢包率的负载均衡策略.该策略以主动测量获取的每条路径的丢包率为观察值,采用确定型时间序列预测为预测手段,利用预测的丢包率作为负载分配的依据.此外,在负载均衡的调节中,提出了利用丢包率作为每条路径流量分配比例的惩罚函数,将流量引入丢包率低的路径.分析及仿真结果证明,该策略能有效地均衡负载,减少网络的丢包率.     

基于使用活动对象的服务器集群的负载均衡系统

提出了一种基于使用活动对象的服务器集群的负载均衡系统,该系统由分布式同构的服务器组成,每个服务器有一个监视并控制服务器负载的负载均衡器,各负载均衡器能相互通信。分布式负载均衡器以对等结构（Peer-to-peer,P-to-P)方式通信,不适合C／S（Client/server)模式,但适合对等结构模式。为此,采用了一种基于分布式活动对象结构的Java程序库“CAPE”,利用Java程序库能较好地实现负载均衡系统。     

基于智能DNS的网络负载均衡的研究

在分析传统网络负载均衡技术的基础上,研究了基于IntelliDNS负载均衡的策略,提出了基于IntelliDNS的不同地域实现网络与服务器负载均衡的实现方法并给出了实验结果,研究结果表明:本文提出的基于IntelliDNS和CACHE相结合的方法实现服务器负载均衡是有效的.     

SDN流表更新的调度与快速响应

软件定义网络(SDN)中,流表规则匹配域之间相互重叠,使得流表更新问题变得复杂。一条更新规则往往会触发多条三态内容寻址存储器(TCAM)表项移动,导致更新时间长。另外,现有SDN交换机采用的TCAM多为单端口设计,当TCAM进行流表更新时,数据包查找会被阻塞,导致数据平面的转发性能受到影响。因此,如何实现快速更新并保障数据包查找,是提高网络性能的一个重要研究问题。该文以采用TCAM查找方案的SDN交换机为硬件基础,设计并实现了流表更新系统。多个网络应用的更新经过前端整合并同时下达时,系统对规则之间的依赖关系进行高效检测,赋予延时需求高的规则高优先级,使其能得到快速响应。该更新算法不会阻塞TCAM查找,可以实现查找和更新穿插执行。实验结果表明：通过采用不同的调度策略,系统性能在更新优先策略与查找优先策略之间取得了平衡。     

基于时序流的移动流量实时分类方法

移动互联网的快速发展,产生了网络测量、网络安全和服务质量等方面的新问题.为了深入研究移动互联网的特性,研究人员需要从传统网络流量中快速准确分类出移动流量.本文提出了一种采用轻量级流表与深度数据包检测技术（DPI）相结合的移动流量实时分类方法,将网络流按照时间间隔关系扩展为时序流,并通过DPI时序流前N个特征数据包准确地分类出移动流量,缩减了流表规模,减少了实际DPI开销.通过实时的网络流量实验表明,DPI时序流前8个特征数据包时,提出的方法识别准确率达到91.55%,单次深度数据包检测的平均开销为20个数据包,并且流表的规模缩减到原来的0.21%.与P0F比较,方法识别准确率等性能有明显提升.      

基于接口可靠性的命名数据网络概率转发策略

面对现有签名算法计算复杂度高与节点计算资源有限的矛盾,命名数据网络节点在流量较大的场合,无法完成所有接收数据包的签名校验工作,导致内容污染成为其重要的安全隐患之一.针对该问题,提出一种基于节点接口可靠性的概率转发策略.节点对接收数据包尽力校验,根据接口的成功校验概率评估接口可靠性,进而以此为依据设置每一接口的转发概率,将用户请求的兴趣包尽可能转发至可靠的上游节点或源服务器.仿真结果表明,在网络整体污染较轻的场景下,相比于等概率随机转发策略,本策略能有效地对抗内容污染.     

基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿法配电网电源机会约束分布式控制

传统配电网通过配电线路向下游负荷节点输送电能,但随着新能源的发展,配电网接入了大量分布式电源.通常这些电源通过逆变器与系统连接,如何调整逆变器有功功率和无功功率的输出才能更好地支持配电网运行是一个亟待解决的问题.以节点处潮流测量值为基础以最优化配电网潮流为目标设计了一种针对逆变器的控制策略,该策略的控制变量是分布式电源...     

流媒体传输的模糊自适应预测拥塞控制

为保证网络流媒体传输质量,在流媒体的传输中多采用有效的拥塞控制策略.本文给出了一种更有效的流媒体传输的拥塞控制算法.基于模糊算法给出了模拟的网络传输模型,采用能克服较大传输延时的预测控制解决缓存器的排队预报问题,采用自适应控制算法解决缓存器溢出问题.多种算法有机组合,解决了通过网络的流媒体传输.     

基于Linux的网络流量控制机制

提出了一种基于Linux的流量控制模型,此模型内嵌于Linux内核,利用队列算法分类不同QoS需求的网络流量,可满足不同服务水平的QoS需求.经过多次实验证实,采用流量控制模型后的网络性能明显优于传统网络模型,而且对于后继的网络需求也能充分适应.     

网络多链路出口路由优化调度方法的改进分析

对网络多链路出口路由进行优化调度的过程中,传统的路由调度方法只分析了网络拓扑结构,容易出现链路拥塞的情况,忽略了网络流量特征,增加了队列长度与通讯时间,调度效果不佳。提出基于N元非合作模型的网络多链路出口路由优化调度方法,依据路由表空间串行流量调度的状态,对多链路网络的抽象拓扑进行设计,获得多链路网络流量能否经过链路的判断,通过非合作性理论在单控制节点中从多选择域中获取渐进次优解,使得路由数据流从单控制节点映射至多链路出口时可以保持各链路上的流量均衡。引入链路因数对各链路上路由映射的量进行管理,完成对路由调度的改进分析。实验结果表明,所提方法不仅具有很高的调度效率,而且调度均衡性和资源利用率较优。     

无人机自组网中改进型反应-贪婪-反应路由协议

无人机自组网具有网络拓扑变化剧烈,链路断开频繁等特点.反应-贪婪-反应(reactive-greedy-reac-tive,RGR)路由协议是针对无人机自组网而提出的改进型协议,在高动态环境下具有较好的网络性能.针对RGR协议具有网络开销大、易出现网络拥塞等问题,提出了一种基于负载均衡和高贪婪地理转发成功概率的改进RGR路由协议.该协议在RGR协议的基础上,提出基于节点负载状态和地理位置信息辅助的受限洪泛机制、GGF模式下高分组成功传输概率的路径选择策略和基于节点负载预测和运动特征的分组转发策略3项关键改进措施.仿真结果表明,相较于AODV和RGR及其改进型协议,该协议提高了分组投递率,降低了网络的控制开销和平均端到端时延,提升了网络应对拓扑高度动态变化的能力,有效改善了网络性能.     

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。     

基于数据分类和最小时延的LWA网络流量控制算法

无线异构网络已经成为未来无线通信网络演进的关键路径之一,多种无线网络互相融合亦是大势所趋.长期演进(longterm evolution,LET)与WLAN网络融合系统(LTE-WLAN aggregation,LWA)在改善系统频谱效率与能量效率以及提升网络系统容量与数据传输速率方面发挥着重要的作用.单一性地将LWA...