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SDN网络测量系统和实现分析
【摘 要】 随着信息技术的不断发展,网络性能已经成为互联网用户关注的首要问题.网络测量技术的发展和研究能够帮助网络研究人员和管理人员及时的了解网络运行状态,排除网络运行中的故障.相比传统IP 网络而言,SDN 网络能够更好的将控制逻辑从数据平面中分离出来,网络控制器可以集中的管理数据层流转发现象,这种网络构架更有利于网络测量技术的研发与创新.
【关键词】 SDN 网络 测量技术 网络测量 流量抽样
随着网络信息化时代的到来,人们对互联网的应用已经涉及到各个领域,互联网的应用不仅推动了各个领域的进步和改革,更为人类社会的进步和发展带来了地覆翻天的变化.但是,随着网络规模的不断扩大,网络结构也逐渐变得更加复杂,如何能够从不同角度测量网络运行状态至关重要,从而提高网络的运行效率,满足社会以及人们对网络的应用需求.
一、SDN 网络测量的研究
1.1 网络测量的相关概念
网络测量是网络行为的研究基础,随着新的网络环境、网络传播技术和网络应用的产生,通过网络测量的方法来研究互联网运行规律以及提供关键性技术,已经成为网络发展的一项重要研究课题.网络测量是按照一定的测量技术和测量方法,利用软件和硬件工具对网络的性能进行验证或者测试的一系列活动的总称.网络测量主要包括了三个要素：测量对象、测量环境以及测量目标.高速网络已经成为当今网络发展的主要趋势,网络宽带和规模正在日益增加,这使得网络测量的难度在一定程度上加大了.
1.2 SDN 网络测量的研究现状
SDN 网络构架是新型代表性构架之一,它需要大数据应用、数据中心、支持云计算等新兴网络服务模式的支持.此类网络服务的主要特点是网络流量类型较多并且规模庞大,因此SDN 网络测量就需要研究如何利用被动测量和主动测量的方法能够从网络中获取足够的信息和数据,最终以实现对网络状态测量的目标.实现SDN 主动测量要根据网络构架功能的需求谨慎的规划出测量的方案.由于SDN 网络的控制逻辑比较集中,在网络中安装多个主动测量性设备会导致数据信息采集量翻倍的增长,从而导致网络控制器的存储和计算资源快速达到饱和的状态,不仅会造成控制器无法主动分析测量任务所提供的信息,更会干扰到网络正常的运行状态.
二、SDN 网络测量系统的设计
传统IP 网络经过多年的发展,测量技术已经相对成熟,但是由于与SDN 网络构架有着天然的差异性,最终导致传统网络的测量技术无法直接应用到SDN 网络当中.目前对SDN 网络测量的实际研究表明,鉴于OpenFlow 的SDN 网络在实际的网络测量方面具有构架上的优势.SDN 网络的逻辑控制比较集中,可通过对软件进行定义,从而对底层的设备进行全面的收集和调控数据,这种SDN 网络构架,更有利于实现带有针对性的网络参数测量.
然而OpenFlow 的SDN 网络测量也存在一些隐患.随着SDN 网络的不断发展,高速网络流量情况比较复杂,需要采取流量抽样的方法来实现对高效网络测量的分析,而OpenFlow 在实现流量抽样的方面有一定的局限性.目前在SDN 中流量抽样主要借助sFlow 和NetFlow 网络测量工具实现,而这些测量工具在SDN 网络实际应用中都存在着一定的缺陷.
三、SDN 网络测量系统的实现
3.1 基于OpenFlow 消息测量的实现
SDN 网络系统的主要功能模块都位于控制层,通过Ryu控制器平台增加功能组件实现的.OpenFlow 测量实现了拓扑测量、被动测量和实验测量等模块,这些模块都是SDN 网络的基础组成部分.基于OpenFlow 协议抽样测量是系统实现的重要部分,并实现了被动测量模块用于实验中的对照,因此要不断提高的SDN 网络测量能力,实现对网络系统的测量.
3.2 基于OpenFlow 协议扩展的抽样测量实现
OpenFlow 的抽样测量主要步骤是：首先,选中流量抽样的样本.其次.对收集的样本进行处理.最后,对试验后的样本进行充分的分析.其中,在对样本进行处理模块运行时系统会生成一个主线程,该主线程主要负责处理流量抽样模块接收的抽样任务信息,而样本的处理工作由三个子线程来完成.通过对系统抽样样本的一步步处理,最终实现OpenFlow 的协议扩展抽样测量.
四、结束语
SDN 网络相对于传统IP 网络而言,SDN 网络更具有可编程控制、网络虚拟化以及逻辑控制集中等特点,极大程度上推动了网络研究的创新与发展,这种新型的网络构架体系为网络的测量技术的更新与发展带来了新的机遇.在对网络越来越依赖的今天,网络测量系统的优化与改革不仅是社会以及人们正常应用网络的保证,更是我国社会经济不断发展的保证.
参 考 文 献
[1] 刘一童.SDN 网络测量系统的研究与实现[D]. 东南大学,2016.
[2] 黄超. 基于SDN 的网络性能监测系统的研究与设计[D]. 华南理工大学,2016.
测量论文范文结:
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