《SDN數據平面中大規模流表的高性能查找方法研究》是依託長沙理工大學，由熊兵擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：SDN數據平面中大規模流表的高性能查找方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：熊兵
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
軟體定義網路SDN將數據轉發和邏輯控制解耦，並開放網路可程式能力，極大提高了網路的靈活性和可管控性，成為近年來未來網路領域的研究熱點。SDN在實際部署時，數據平面將面臨OpenFlow流表規模龐大導致的數據轉發性能瓶頸。現有的流表查找方法因缺乏考慮實際網路中特別是惡意攻擊發生時的流量模式而難以滿足實用要求。因此，本課題將從網路流量分布特性入手，圍繞大規模流表查找性能展開深入研究。引入離散度概念，探究流表欄位運算時的均勻性變化規律，為設計均勻性高的流表哈希函式提供理論指導；基於網路流量局部性，構建大規模流表分類管理方案，套用啟發式策略最佳化流表項組織管理方式，顯著提升流表查找性能；利用網路攻擊包流特性，建立惡意流隔離快取機制，套用近似從屬查詢理論快速判定流表查找結果，有效抵禦網路惡意攻擊。本課題的研究將在一定程度上解決OpenFlow交換機的數據轉發性能瓶頸，為推進SDN的演進和發展做出貢獻。
結題摘要
軟體定義網路SDN作為一種數據轉發和邏輯控制分離的創新網路架構，提高了網路的靈活性、可管控性和可程式性。當SDN進入大規模部署時，邏輯上集中的控制平面將出現嚴重的性能瓶頸，同時也面臨OpenFlow大規模流表的存儲查找性能問題。為此，本課題針對SDN大規模部署場景，測量包到達過程和流到達過程，建立OpenFlow分組轉發排隊模型，設計控制器集群最佳化部署方法，為SDN大規模部署提供參考依據。對於OpenFlow硬體交換機，基於流表欄位特性和存儲介質特性，構建OpenFlow大規模流表分級存儲體系，利用流分布特性設計高效的流表查找方法，有效解決了大規模流表的存儲空間問題。對於OpenFlow軟體交換機，基於網路包流局部性設計快取預測機制和掩碼啟發策略，套用近似從屬查詢方法快速判定流表查找失敗結果，顯著提升了OpenFlow包分類的流表查找性能。本課題的研究有效緩解了SDN控制平面和流表存儲查找的性能瓶頸，為推進SDN大規模部署做出一定的理論和方法貢獻。
