软件定义数据中心控制器的部署与组网问题研究

1、软件定义数据中心控制器的部署与组网问题研究国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 目录 摘要 (i) ABSTRACT (iii) 第一章绪论 (1) 1.1研究背景 (1) 1.1.1软件定义数据中心概念 (1) 1.1.2软件定义数据中心控制面性能和可扩展性问题 (3) 1.1.3解决性能和可扩展性问题的途径：部署与组网研究 (4) 1.2国内外研究现状 (5) 1.2.1软件定义数据中心研究现状 (6) 1.2.2软件定义数据中心控制面研究现状 (7) 1.2.3控制器部署与组网问题研究现状 (13) 1.2.4控制器部署与组网问题研究的不足 (15) 1.3本文主要工作与论文结构 (16

2、) 1.3.1本文主要工作 (16) 1.3.2论文组织结构 (18) 第二章软件定义数据中心控制器的最小覆盖方法研究 (20) 2.1数据中心拓扑结构 (20) 2.1.1数据中心拓扑结构分析 (20) 2.1.2随机正则数据中心拓扑 (21) 2.2控制器的最小覆盖问题 (22) 2.2.1单个控制器覆盖问题 (22) 2.2.2最小覆盖问题分析 (23) 2.2.3最小覆盖问题模型 (23) 2.3控制器的最小覆盖算法 (24) 2.3.1最小覆盖算法设计 (24) 2.3.2最小覆盖算法性能分析 (27) 2.4最小覆盖算法性能评估 (28) 2.4.1数据中心规模的影响 (28) 2

3、.4.2控制器能力的影响 (29) 2.5本章小结 (30) 第三章软件定义数据中心控制器的最小容错覆盖方法研究 (32) 3.1控制器的最小容错覆盖问题 (32) 3.1.1最小容错覆盖问题分析 (32) 第I页 万方数据 3.1.2最小容错覆盖问题数学模型 (33) 3.2最小容错覆盖算法设计 (34) 3.3最小容错覆盖算法性能评估 (35) 3.3.1新增控制器的数量 (36) 3.3.2失效控制器的影响 (37) 3.4本章小结 (38) 第四章软件定义数据中心控制器的最小代价同步方法研究 (39) 4.1控制器的最小代价同步问题 (39) 4.2最小代价同步问题的数学模型 (40)

4、 4.3最小代价同步算法设计 (41) 4.4最小代价同步算法性能评估 (44) 4.5本章小结 (45) 第五章软件定义数据中心控制器的组网问题研究 (46) 5.1控制器组网问题分析 (46) 5.2控制器网络性能评价指标 (47) 5.3控制器网络拓扑结构选择 (48) 5.3.1可选的网络拓扑结构 (48) 5.3.2网络拓扑结构的性能比较 (50) 5.4控制器网络构建与扩展 (52) 5.4.1控制器网络的构建方法 (52) 5.4.2控制器网络的扩展方法 (52) 5.5本章小结 (53) 第六章总结与展望 (54) 6.1本文研究工作总结 (54) 6.2研究展望 (56) 致

5、谢 (57) 参考文献 (58) 作者在学期间取得的学术成果 (64) 附录A论文中数学模型所用符号说明 (65) 表目录 表1.1一些主流控制器的简单比较 (7) 表5.1不同拓扑结构的性能比较 (51) 图目录 图1.1软件定义网络的三层架构 (3) 图1.2逻辑中心物理分布的控制器架构 (9) 图1.3一种分层控制器的架构设计 (11) 图1.4东西桥-控制器之间通信的桥梁 (13) 图1.5在5个节点的软件定义网络中控制器部署的影响 (14) 图1.6论文组织结构 (19) 图2.1随机正则拓扑下软件定义网络中控制器的1-覆盖和2-覆盖 (22) 图2.2数据中心里交换机的数量对控制器个数的影响 (29) 图2.3数据中心里控制器的能力对于控制器个数的影响 (30) 图3.1数据中心里交换机的数量对于新增控制器个数的影响 (36) 图3.2在拥有1000个交换机的数据中心里，失效控制器的影响 (37) 图4.1随机正则网络拓扑下的多段图 (41) 图4.2交换机的数量