软件定义网络的虚拟转发平面及相关科学问题的研究

Software Defined Networking (SDN) proposes managing and controlling network traffic in a software defined manner. However, current network switches are hardly to meet the requirements of SDN on memory and computation. Existing researches have proposed providing resource in a static manner; however, this does not fit the variation of requirements. In this project, SDN Virtual Forwarding Plane (VFP) is proposed, which provides network devices with elastic resources. SDN VFP builds a virtual network, which is of the same topology as the physical network, with virtual SDN switches on general computers. The traffic whose forwarding requirements cannot be satisfied by the physical network is offloaded to VFP. As a novel data plane model of SDN, SDN VPF introduces a number of new problems, e.g., the server placement problem, the virtual switch mapping problem and the traffic dispatch problem. There problems will further study these issues.

软件定义网络（Software Defined Network，SDN）提出以软件定义的方式来管理和控制网络流量，但是现在的网络交换设备很难满足SDN模式对数据层面存储、计算等资源的需求。现有研究所提出的静态资源提供方式也很难符合网络交换设备对资源需求的动态性。本项目首先提出了SDN虚拟转发平面的概念，利用虚拟化技术，向网络交换设备提供有弹性的存储和计算资源。该平面利用搭载在通用计算机平台上的虚拟SDN交换机组成虚拟化网络，将物理SDN设备无法处理的流量分流到虚拟交换机上进行处理。作为一种全新的SDN网络工作模式，SDN虚拟转发平面引入了一系列新的问题，如服务器部署、虚拟交换机映射、流量调度等等。本项目将对这些问题进行进一步的研究。

软件定义网络（Software Defined Network，SDN）提出以软件定义的方式来管理和控制网络流量，但是现在的网络交换设备很难满足SDN模式对数据层面存储、计算等资源的需求。现有研究所提出的静态资源提供方式也很难符合网络交换设备对资源需求的动态性。本项目首先提出了SDN虚拟转发平面的概念，利用虚拟化技术，向网络交换设备提供有弹性的存储和计算资源。该平面利用搭载在通用计算机平台上的虚拟SDN交换机组成虚拟化网络，将物理SDN设备无法处理的流量分流到虚拟交换机上进行处理。作为一种全新的SDN网络工作模式，SDN虚拟转发平面引入了一系列新的问题，如服务器部署、虚拟交换机映射、流量调度等等。.本项目对于如下问题进行了研究：.1. 虚拟转发平面的系统设计。设计了存在虚拟转发平面的SDN网络架构和虚拟转发机制。评价结果显示，通过虚拟转发平面提供的额外资源，可以显著降低转发延时、提高资源的利用效率。.2. 虚拟转发平面的服务器部署问题。提供了考虑控制器容量的部署问题CCPP，并且提供了有效的解决算法。评价结果显示，基于CCPP的部署机制可以显著平衡控制器负载，并且只引入了可以忽略的延时增加。.3. 虚拟转发平面的流调度机制。提出基于大流检测和迭代的流调度机制。评价结果显示，调度机制可以有效识别大流、降低网络拥塞和VFS的负载。