基于SDN的鏈?zhǔn)娇焖俎D(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)模型研究
2016-07-06 01:25:50徐昌彪魯昭男
電視技術(shù) 2016年6期
徐昌彪，魯昭男，徐 龍
(重慶郵電大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院，重慶400065)
基于SDN的鏈?zhǔn)娇焖俎D(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)模型研究
徐昌彪，魯昭男，徐龍
(重慶郵電大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院，重慶400065)
摘要:針對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中降低數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)延的機(jī)制復(fù)雜且在數(shù)據(jù)包的匹配過程中存在較高的處理時(shí)延,提出了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)架構(gòu)的虛擬鏈?zhǔn)娇焖偻ǖ缆酚赡Ｊ?Chain-Like Hyperchannel Routing Mode，CHRN)，在將不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流映射到不同的虛擬傳輸網(wǎng)絡(luò)上的同時(shí)，時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)將采用不查表的快速轉(zhuǎn)發(fā)方式來降低數(shù)據(jù)包的處理時(shí)延。實(shí)驗(yàn)證明，這種方式在不影響普通數(shù)據(jù)包傳輸?shù)臈l件下，有效提高了時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)的傳輸效率。
關(guān)鍵詞:軟件定義網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)虛擬化；時(shí)延；快速轉(zhuǎn)發(fā)
伴隨著Internet技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，例如VoIP、VOD、網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議等，而這些新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的共同點(diǎn)就是對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量特別是網(wǎng)絡(luò)時(shí)延提出了更高的要求，然而，傳統(tǒng)的最大努力交付模型已無法滿足上述應(yīng)用的需求。從用戶角度來看，最大交付造成了不確定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和不理想的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。現(xiàn)有的保障服務(wù)質(zhì)量的技術(shù)如Integrated Services model(IntServ)，重點(diǎn)關(guān)注每個(gè)信息流的參數(shù)并使用RSVP(Resource Reservation Protocol)協(xié)議使資源預(yù)留。使用這種技術(shù)的必要條件是所有的路由器都必須支持此協(xié)議并緩存所有與此服務(wù)相關(guān)的信息，而大量狀態(tài)必須被存儲(chǔ)在路由器中將導(dǎo)致明顯的拓展問題。Services model(DiffServ)使用了Type of Service(ToS)文件來分類信息流，信息流的狀態(tài)僅存儲(chǔ)在網(wǎng)內(nèi)的邊界路由器中，因此只有聚合信息流才得到服務(wù)質(zhì)量保障。另外，此種模式的另一缺陷就是依賴前一個(gè)應(yīng)用和服務(wù)類別的映射過程[1]。多協(xié)議標(biāo)簽交換(Multiprotocol laber switching，MPLS)[2]可以實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系，它為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量提供了目標(biāo)、路由地址、轉(zhuǎn)發(fā)和交換等能力。雖然MPLS技術(shù)使得相應(yīng)數(shù)據(jù)包可不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層處理而直接轉(zhuǎn)發(fā)，但其依然無法規(guī)避查表這個(gè)過程，從而在降低路由器處理時(shí)延問題上效果不佳。2006年，以斯坦福大學(xué)Nick McKeown 教授為首的研究團(tuán)隊(duì)提出了OpenFlow[3]的概念用于校園網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn)創(chuàng)新，后續(xù)基于OpenFlow 給網(wǎng)絡(luò)帶來可編程的特性，SDN 的概念應(yīng)運(yùn)而生。SDN網(wǎng)絡(luò)控制轉(zhuǎn)發(fā)相分離的特性以及網(wǎng)絡(luò)的可編程性為滿足不同用戶的上網(wǎng)需求以及新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速研發(fā)部署帶來可能。
1時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)需求分析
1.1彈性網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)類型
彈性網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)是一種可以隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、抖動(dòng)、吞吐量的變化而進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整的通信業(yè)務(wù)，在跟隨網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化的過程中依然能夠滿足其自身的應(yīng)用需求。互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型中，屬于彈性的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)包括文件傳送(FIP)、網(wǎng)絡(luò)管理(SNMP)、電子郵件(SMTP)以及交互式應(yīng)用如遠(yuǎn)程登錄(TELNET)、語音通話、視頻直播、多媒體會(huì)議、在線游戲等。不同的彈性網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)資源的需求上略有差異。例如電子郵件一般對時(shí)延變化不敏感。文件傳送在聯(lián)機(jī)進(jìn)行時(shí)，用戶期望時(shí)延與文件大小成正比，因此對吞吐量的變化是敏感的，而交互式應(yīng)用對時(shí)延非常敏感。
1.2交互式應(yīng)用對時(shí)延的需求
據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2014年12月，中國網(wǎng)絡(luò)視頻用戶已超過6.28億，網(wǎng)絡(luò)用戶使用網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)的比例已達(dá)70%，在選擇網(wǎng)站時(shí)，超過一半的用戶傾向于選擇視頻播放更為流暢的網(wǎng)站。在全球范圍內(nèi)，思科預(yù)計(jì)在2018年，互聯(lián)網(wǎng)視頻流量將會(huì)占到所有互聯(lián)網(wǎng)流量的80%～90%[4]，實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)對承載網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量特別是網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的需求顯得更為迫切。
隨著通信方式的多元化發(fā)展，越來越多的人接受并逐漸習(xí)慣使用安裝在PC或者移動(dòng)終端上的聊天軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的語音通信，研究表明，用戶聽覺通常能夠忍耐的語音延遲在100 ms左右，如果往返延遲超過250 ms，通信的對端將出現(xiàn)明顯回波，用戶的聲音與對方的聲音混雜在一起，導(dǎo)致用戶體驗(yàn)度大大降低。由此，100 ms成為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量關(guān)于時(shí)延的最基本要求。而在線游戲等對時(shí)延敏感度極高的交互式應(yīng)用的時(shí)延上限遠(yuǎn)小于100 ms。
由此可見，在網(wǎng)絡(luò)資源一定的前提下，怎樣合理地分配網(wǎng)絡(luò)資源，滿足時(shí)延敏感業(yè)務(wù)的傳輸需求具有重要的研究意義。
2SDN網(wǎng)絡(luò)虛擬化
當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)虛擬化架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization，NFV)[5]和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Define Network，SDN)[6]受到了廣泛的關(guān)注。NFV架構(gòu)通過對硬件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使得網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以軟件的形式運(yùn)行在通用硬件上以實(shí)現(xiàn)多重應(yīng)用、多種用戶共享相同物理硬件的目的，從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商角度而言，NFV的實(shí)現(xiàn)可以大大降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本，同時(shí)縮短新業(yè)務(wù)的研發(fā)周期。從用戶角度而言，NFV通過對網(wǎng)絡(luò)資源的抽象和管理，將優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)資源租賃給所需的用戶，使用戶體驗(yàn)到性價(jià)比更高的定制化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。然而，就目前而言，NFV可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的存儲(chǔ)、計(jì)算資源虛擬化，但很難實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)、路由器等的數(shù)據(jù)交換資源的抽象。同時(shí)，由于NFV設(shè)備自身應(yīng)用軟件與硬件緊耦合的依存關(guān)系似的NFV難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的彈性伸縮。SDN架構(gòu)采用控制轉(zhuǎn)發(fā)分耦合的思想，將邏輯控制集中于SDN控制器，通過開放的北向接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可編程，向不同用戶提供了數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的資源抽象，為新型的路由轉(zhuǎn)發(fā)策略提供了優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。同時(shí)，SDN控制器通過南向接口以及標(biāo)準(zhǔn)化的openflow協(xié)議與所管理的路由器進(jìn)行交互，這種固定的管控方式為實(shí)現(xiàn)彈性化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜妥詣?dòng)化的網(wǎng)絡(luò)功能管理帶來更多可能。
如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中，SDN路由器會(huì)根據(jù)控制器指令定期或不定期向控制器報(bào)告當(dāng)前路由器工作情況包括流表項(xiàng)的匹配率、流量負(fù)載、丟包率、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延等，控制器會(huì)根據(jù)這些信息對網(wǎng)絡(luò)整體狀態(tài)進(jìn)行評估以作為生成路由表的依據(jù)。由于控制器能夠通過下發(fā)路由表實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)SDN路由器數(shù)據(jù)處理行為進(jìn)行控制。因此控制器可以很方便地通過下發(fā)多重路由表以及對特定SDN路由器參數(shù)進(jìn)行修改實(shí)現(xiàn)在同一物理拓?fù)渖蠘?gòu)建多重虛擬傳輸網(wǎng)絡(luò)。本文基于上述網(wǎng)絡(luò)虛擬化思想通過控制器對特定SDN路由器進(jìn)行配置以實(shí)現(xiàn)在傳統(tǒng)盡力而為網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建低時(shí)延的快速網(wǎng)絡(luò)——虛擬鏈?zhǔn)娇焖偻ǖ缆酚赡Ｊ?Chain-Like Hyperchannel Routeing Mode，CHRN)，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，CHRN網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)被統(tǒng)一規(guī)劃到特定的快速通道進(jìn)行不查表轉(zhuǎn)發(fā)，最大限度降低數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)傳遞過程總的處理時(shí)延。同時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)包的排隊(duì)效率，通過引入資源搶占和嚴(yán)格優(yōu)先級隊(duì)列調(diào)度機(jī)制，在保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的前提下，為高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包提供更多帶寬資源。最后，通過OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真，證明了CHRN模式在滿足普通數(shù)據(jù)包合理丟包率的前提下，顯著降低了高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包的傳輸速率。
圖1 基于SDN架構(gòu)下的虛擬傳輸網(wǎng)絡(luò)
3CHRN 概述
3.1CHRN網(wǎng)絡(luò)選擇機(jī)制
在CHRN網(wǎng)絡(luò)中，SDN控制器基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟晥D，如圖2所示，以及當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀態(tài)選擇拓?fù)渲械臉O小支配集節(jié)點(diǎn)上的路由器作為快速通道網(wǎng)絡(luò)中的核心路由器，即通過全局視圖等效出不含獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的簡單無向[7]。設(shè)該圖為G=
?u, M(u)=1
for each(u)
{
:begin
if node(u). dom_num==1
continue;
else
{foreach(v∈node(N(u)))
{if(node(v). dom_num==1)
goto begin;
else
{Definitesubgraph
Gu=(Vu，Eu),
E={(v,w)|v∈NDom(u),w∈Vu}。
ifGuisconnected
graph, then M(u)=0
}}}}
圖2 基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖煽焖俳j(luò)
根據(jù)上述求極小支配集方法得出圖G的一個(gè)極小支配集圖并將對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)作為核心路由器。根據(jù)最小支配集概念，上述所得核心路由器互不相連，因此，再次選取部分路由器使得全部選定的核心路由器可形成鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)，同時(shí)保證了在該CHRN網(wǎng)絡(luò)中，任何一個(gè)普通路由器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包可經(jīng)過至多一跳的步數(shù)到達(dá)快速網(wǎng)絡(luò)。
3.2CHRN快速轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制
鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)最大的優(yōu)勢在于其單一的入口端和出口端，如圖3所示，需要經(jīng)快速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母邇?yōu)先級數(shù)據(jù)包在進(jìn)入快速網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的核心路由器后必須從固定的包頭域記錄數(shù)據(jù)包傳輸所需信息，如IP地址、MAC地址、端口號等。
圖3 CHRN快速轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制
出口進(jìn)入下一個(gè)路由器從而避免查表匹配過程產(chǎn)生的處理時(shí)延。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)接近目的路由器的核心路由器時(shí)，由核心路由器將其推入普通網(wǎng)絡(luò)并最終到達(dá)目的主機(jī)。數(shù)據(jù)包格式如圖4所示，其中標(biāo)簽域與計(jì)數(shù)域均由4 bit組成。當(dāng)路由器檢測到數(shù)據(jù)包為時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)時(shí)，將其推入快速網(wǎng)絡(luò)并將相應(yīng)跳數(shù)寫入數(shù)據(jù)包計(jì)數(shù)域。數(shù)據(jù)包在快速網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，核心路由器只檢測標(biāo)簽域并對計(jì)數(shù)域進(jìn)行減一處理，最后直接由固定端口傳遞到下一核心路由器。
圖4 CHRN數(shù)據(jù)包格式
3.3CHRN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)介紹
CHRN網(wǎng)絡(luò)控制器作為網(wǎng)絡(luò)控制層設(shè)備，負(fù)責(zé)域內(nèi)所有路由器流表的生成和管理，同時(shí)獲取網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行相關(guān)參數(shù)如路由器負(fù)載、丟包率、時(shí)延等并根據(jù)這些參數(shù)定期更新路由器的流表以保障網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。同時(shí)，根據(jù)CHRN網(wǎng)絡(luò)需求，控制器會(huì)根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)通過對相應(yīng)路由器端口參數(shù)進(jìn)行配置，動(dòng)態(tài)生成快速網(wǎng)絡(luò)，以保證時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)。
CHRN核心路由器由SDN控制器根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及極小支配集算法產(chǎn)生，功能邏輯圖如圖5所示，進(jìn)入核心路由器的數(shù)據(jù)包將首先進(jìn)行標(biāo)簽檢測，如上所述，當(dāng)檢測到該數(shù)據(jù)包為時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)包，且該數(shù)據(jù)包計(jì)數(shù)域不為全零，則核心路由器將其計(jì)數(shù)域內(nèi)數(shù)據(jù)減一后直接跳過查表過程插入到固定輸出端口排隊(duì)，普通數(shù)據(jù)包將根據(jù)包頭相關(guān)信息查表匹配后進(jìn)行相應(yīng)處理。路由器為每一個(gè)輸出端口維持兩組隊(duì)列，如圖3所示，通過嚴(yán)格優(yōu)先級隊(duì)列調(diào)度機(jī)制，保證高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)完畢后傳輸普通數(shù)據(jù)包，為防止短期內(nèi)高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包的突發(fā)造成普通數(shù)據(jù)包的大量丟包，路由器會(huì)在普通數(shù)據(jù)包丟包率超出門限時(shí)向控制器發(fā)出流表更新請求，控制器會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況下發(fā)新的流表使得部分普通數(shù)據(jù)包能夠避開快速傳輸網(wǎng)絡(luò)端口，從而保證普通數(shù)據(jù)包的合理丟包率。
圖5 CHRN核心路由器邏輯功能圖
當(dāng)CHRN網(wǎng)絡(luò)選定核心路由器后，域內(nèi)其余路由器以普通路由器狀態(tài)運(yùn)行，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包優(yōu)先級的檢測以及快速數(shù)據(jù)包發(fā)送和接收，當(dāng)CHRN普通路由器在檢測到所處理的數(shù)據(jù)包為時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)包且計(jì)數(shù)域不為全零時(shí)將其直接轉(zhuǎn)入與核心路由器相關(guān)聯(lián)的輸出端口排隊(duì)，亦不必做過多處理，而計(jì)數(shù)域全零表示該數(shù)據(jù)包來自核心路由器，普通路由器將通過二層轉(zhuǎn)發(fā)方式將其轉(zhuǎn)發(fā)到目的主機(jī)。對于普通數(shù)據(jù)包，路由器則根據(jù)控制器下發(fā)的流表進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
4實(shí)驗(yàn)及仿真
為體現(xiàn)本文算法的優(yōu)勢所在，將基于目的IP尋址路由方式與本文基于快速虛擬網(wǎng)絡(luò)不查表路由方式進(jìn)行對比，從數(shù)學(xué)模型和網(wǎng)絡(luò)仿真兩個(gè)層面說明本文算法的優(yōu)勢所在。
4.1數(shù)學(xué)建模
基于如下假設(shè)：
1)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)是相互獨(dú)立的排隊(duì)系統(tǒng)，并且各個(gè)節(jié)點(diǎn)的外部到達(dá)通信流的到達(dá)速率服從泊松分布。
2)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間服從相互獨(dú)立的負(fù)指數(shù)分布。
3)數(shù)據(jù)包在某個(gè)節(jié)點(diǎn)接受服務(wù)之后以一定概率到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)或者離開當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)。
構(gòu)建開環(huán)Jackson網(wǎng)絡(luò)模型，其中每一個(gè)路由器可視為獨(dú)立的M/M/1排隊(duì)模型，如圖6、圖7所示。
圖6 最短路徑下基于IP尋址路由拓?fù)?/p>
圖7 虛擬快速網(wǎng)絡(luò)路由拓?fù)?/p>
(1)
(2)
式中：TIP和TCHRN分別為數(shù)據(jù)包通過基于IP尋址路由和基于快速虛擬鏈路路由兩種方式下到達(dá)目的端口所需的平均時(shí)間。L為某一路徑上經(jīng)過的路由器的個(gè)數(shù)。單位時(shí)間數(shù)據(jù)包的到達(dá)數(shù)量服從強(qiáng)度為1的泊松分布。Tsi.IP和Tsi.CHRN分別為不同尋址方式下系統(tǒng)平均服務(wù)時(shí)長。根據(jù)CommBench[8]轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)雜度計(jì)算方式，基于二叉樹尋址和基于虛擬快速鏈路尋址兩種方式轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)雜度如表1所示。
表1轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)雜度
程序轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)雜度IP21153.84CHRN10811.06
根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)雜度和系統(tǒng)處理時(shí)間的現(xiàn)行關(guān)系可近似得到
(3)
由此可得
(4)
4.2網(wǎng)絡(luò)仿真
網(wǎng)絡(luò)仿真采用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件構(gòu)建SDN網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中控制器基于全局視圖通過Dijkstra最短路徑算法為各路由器生成用于轉(zhuǎn)發(fā)普通數(shù)據(jù)的流表項(xiàng)，同時(shí)，一半的時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)由CHRN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，而另一半通過嚴(yán)格隊(duì)列調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)，以此作為對比。來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)流以強(qiáng)度為1的泊松流生成時(shí)延敏感型數(shù)據(jù)并在數(shù)據(jù)包Tab域內(nèi)標(biāo)記“0”，網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬為10 Mbit/s。交換機(jī)中時(shí)延敏感數(shù)據(jù)隊(duì)列截止隊(duì)長為500，普通隊(duì)列截止隊(duì)長為5 000，并以5 packet/s的恒定速率處理數(shù)據(jù)包。仿真結(jié)果如圖8、圖9所示。
圖8 兩種傳輸模式下時(shí)延對比(截圖)
圖9 兩種傳輸模式下丟包率對比的丟包率(截圖)
由圖8可知，基于快速虛擬網(wǎng)絡(luò)的不查表轉(zhuǎn)發(fā)方式，大大降低了路由器處理數(shù)據(jù)包過程中產(chǎn)生的時(shí)延，從而提高了時(shí)延敏感數(shù)據(jù)的傳輸速率。而通過加權(quán)最短路徑算法規(guī)避快速鏈路上的路由器使得普通數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中不會(huì)受到太大影響，如圖9所示，基于快速虛擬鏈路的不查表轉(zhuǎn)發(fā)方式較IP尋址方式，網(wǎng)絡(luò)中的平均丟包率變化不大。
5總結(jié)與展望
SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)的控制平面和數(shù)據(jù)平面分離開來，控制器在控制平面為網(wǎng)絡(luò)提供全局視圖，為路由器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略提供了更多可能。本文受生活中鐵路運(yùn)輸過程動(dòng)車和普通列車運(yùn)行方式的啟發(fā)，將普通數(shù)據(jù)包作為普通乘客在正常的網(wǎng)絡(luò)中一站、一站地運(yùn)行，而時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)就像是乘坐動(dòng)車的乘客，不再考慮中途的換乘和轉(zhuǎn)車，而是快速地直達(dá)目的地。截至目前，CHRN以實(shí)現(xiàn)粗粒度的時(shí)延敏感數(shù)據(jù)包的快速轉(zhuǎn)發(fā)，在接下來的工作中，將對多種數(shù)據(jù)如語音、流視頻、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等的QoS(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量)需求進(jìn)行細(xì)粒度的研究，通過SDN特有的虛擬化功能，在相同物理架構(gòu)下運(yùn)行多重虛擬網(wǎng)絡(luò)以滿足不同數(shù)據(jù)的QoS需求。
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徐昌彪(1972— )，博士，教授，博士后出站，研究方向?yàn)闊o線TCP、IP QoS、移動(dòng)IP、IP組播以及無線自組織網(wǎng)等；
魯昭男(1990— )，碩士生，主研下一代網(wǎng)絡(luò)和面向SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的路由算法，為本文通信作者；
徐龍(1989— )，碩士生，主研無線接入技術(shù)和下一代網(wǎng)絡(luò)。
責(zé)任編輯：許盈
Noval research on SDN-based chain-like fast net technology
XU Changbiao, LU Zhaonan, XU Long
(SchoolofTelecommunicationandInformationEngineering,ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications，Chongqing400065,China)
Abstract:In this paper, a novel chain-like hyperchannel routing mode(CHRN) is presented, which is based on the Software Defined Networking(SDN) virtualization technology to deal with the problems that the current mechanism of reducing packets delay is complicated and there is quite a high processing delay during matching flowtable in some routers. In this design,different data will be mapped to different virtual transport network and latency-sensitive data will be handled by the fast transport mechanism without matching flowtable. The simulation show that this approach could effectively improve the transport efficiency of the network without affecting the normal data.
Key words:software defined networking; network virtualization; delay; hyperchannel routing
中圖分類號:TN915.04
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI：10.16280/j.videoe.2016.06.014
基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61301124)
作者簡介：
收稿日期：2015-11-16
文獻(xiàn)引用格式：徐昌彪，魯昭男，徐龍. 基于SDN的鏈?zhǔn)娇焖俎D(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)模型研究[J].電視技術(shù)，2016，40(6)：73-77.
XU C B，LU Z N，XU L. Noval research on SDN-based chain-like fast net technology[J].Video engineering，2016，40(6)：73-77.
專題SDN技術(shù)與應(yīng)用
