光通信研究
2024, 50(2): 22008501
1 中南民族大学 计算机科学学院，武汉 430074
2 华灵云科技有限公司，杭州 311121
【目的】针对基于位索引显示复制（BIER）的大规模软件定义网络（SDN）组播中，可能存在特定长度的比特串（BitString）无法表示所有BIER转发路由器（BFRs）的问题，文章设计了一种分域分层（HD）-BIER模型，并设计了其构建算法。
【方法】HD-BIER模型是由多个小规模子域（SD）组成的多层BIER网络，使BIER在大规模网络中能够支持超过BitString表示容量的设备数量。文章提出的HD-BIER构建算法综合考虑了BitString长度（BSL）限制、节点之间的链路长度与网络的连通性，并基于社区划分算法的思想，引入基于节点相似度的模块度函数作为BIER SD划分结果的评价指标，采用自底向上方式动态构建HD-BIER网络。
【结果】仿真实验表明，在节点数量超出BSL的简单和复杂网络中，HD-BIER构建算法均能有效构建突破BSL限制的HD-BIER网络，且所构建的HD-BIER模型在BitString逐层封装和解封的方式下不仅能够保证组播业务数据流的正常传输，还能在此过程中不影响SDN组播通信性能。
【结论】仿真结果证明，所提HD-BIER模型为更大规模的网络提供了有效的组播业务支持方案。
软件定义网络 位索引显示复制 组播 节点相似度 SDN BIER multicast node similarity
南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京 210003
针对超密集网络(UDN)下传统切换流程的信令交互过多造成切换总时延的增加, 导致用户体验质量下降的问题, 文章提出了基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)融合的超密集网络移动性管理算法, 该算法给出了将 SDN与NFV相结合的适应超密集网络的网络架构模型, 在此基础上提出了优化的切换信令流程, 并建立数学模型, 进行性能分析。仿真结果表明, 相较于传统算法, 该算法可以减少切换总时延。
超密集网络 切换时延 信令 软件定义网络 网络功能虚拟化 移动性管理 UDN handover delay signaling SDN NFV mobility management
文章提出了未来网络建设的一种新范式：网络智能体和城市智能体。在思路上完全不同于“美欧日韩等先后启动的各类未来网络研究计划”，不再仅仅局限于“纯网络”范畴的革新，而是跳出“纯网络创新”范畴，以网络连接数从百亿巨增到人-网-物万物互联与融合的千亿和万亿需求层面着手，以未来互联网从消费领域全面向工业制造领域推进的巨大需求层面着手，以人类知识总量翻一番的时间由几百年缩短到半天的大数据需求层面着手，从与传统网络技术兼容、保护现有网络投资并可不断纳入各类未来网络新技术的思路着手，本文提出端到端的、全程全网角度的“网络(云网)+感知+大数据+算法处理+人工智能”类人行为意识和自我调控能力，互相协同、共同解决网络中存在的问题(因为单靠纯网络自身已很难解决这一综合问题)。网络重构与软件定义网络/网络功能虚拟化(SDN/NFV)只是该范式的第一步。详细介绍了什么是网络重构，网络重构和引入智能的必要性和紧迫性，网络重构的基本内容，什么是网络智能体，什么是城市智能体并举例。
网络智能体 城市智能体 未来网络新范式 技术兼容 保护投资 网络重构 软件定义网络/网络功能虚拟化 Net-AI agent City-AI agent a new paradigm of future network technological compatibility investment protection network reconstruction SDN/NFV
1 福州理工学院 工学院，福州 350506
2 福建工程学院 国脉信息学院，福州 350014
随着大数据在软件定义网络(SDN)上的融合应用，网络因无法实时更新流表而导致数据流失效等一系列用户体验(QoE)问题逐渐呈现。为此，文章构思一种在具有突发特性的负载环境下基于停滞超时优化处理的算法，用于提升OpenFlow交换机流表资源可用性。该算法通过动态均衡流表资源和控制资源以及合理设置停滞超时来使数据流与流表项顺利适配，进而提高数据流转发效率。同时，算法将那些与数据流成功适配的流表项封存在流表中，有效地提升了流表在时间上的生存性。实验表明，算法中的停滞超时改善机制在QoE方面较固定停滞超时机制有明显的优化效果。
软件定义网络 用户体验 资源 超时 数据流 SDN QoE resource timeout data flow
1 西安邮电大学 通信与信息工程学院，西安 710061
2 西安交通大学 软件学院，西安 710049
针对软件定义网络中控制器管理的交换机流量分布不均衡问题，提出一种基于奇异值分解性能预测(PSVD)的交换机动态迁移算法。首先结合当前负载以及过去相似时刻的负载来预测未来时刻的控制器负载信息，然后将目前具有最大资源占用率的交换机迁移至低负载且未来时刻仍然处于低负载状态下的目标控制器。实验结果表明，该算法提高了控制器的资源利用率，实现了控制器的负载均衡，同时缩短了控制器的响应时间。
软件定义网络 负载均衡 奇异值分解性能预测 交换机迁移 SDN load balance PSVD switch migration
1 福州理工学院，福州 350506
2 福建工程学院 国脉信息学院，福州 350014
目前云技术被广泛应用于数据中心网络（DCN），为确保DCN服务质量（QoS），等价多路径路由（ECMP）算法和动态负载均衡（DLB）算法被作为解决方案。然而这些算法仅能获得局部优化效果，将其应用在DCN重载环境下时，得到的传输时延和带宽利用率等指标不尽如人意。文章针对这些算法的局限性，从全局优化的角度提出一种软件定义网络（SDN）架构下的胖树网络数据流量载荷均衡调度算法。该算法通过Ryu控制器监视全局实时参量来评估SDN节点和链路载荷情况，选出最符合流量载荷需求的最优转发路径。实验表明，所提算法在改善DCN服务性能方面较等价多路径路由算法和动态负载均衡算法有显著提升。
软件定义网络 数据中心网络 评估 均衡 仿真 SDN DCN evaluation balance simulation
针对传统光网络传输数据过程中带宽利用率低和网络出现拥塞等不足，基于软件定义网络构建出分组网络与光网络互联的虚拟光网络拓扑结构，并提出一种多路径优化路由分配算法，在链路固定带宽的限制下，仿真计算出各个链路的最大负载以及优化路由分配比例，并借助于ONOS和Mininet仿真工具进行了仿真分析。仿真结果表明，与平均分配算法相比，所提算法可以有效降低数据的传输时延，避免网络拥塞。
软件定义网络 分组网络 虚拟光网络 优化路由分配算法 SDN packet network virtual optical network optimized routing algorithm
1 武汉长江通信产业集团股份有限公司，武汉 430074
2 武汉日电光通信工业有限公司，武汉 430074
3 武汉理工大学 计算机科学与技术学院，武汉 430070
4 国防信息学院，武汉 430010
随着网络技术的不断演进，软件定义网络已成为一种解决现有网络问题的技术趋势。在软件定义网络技术集中式控制平面的特点下，利用开放以及开源的软件定义网络技术，文章对其所承载的网络业务进行基于时延的Floyd算法方面的相关研究，提出一种以链路时延数据为权重的Floyd算法，作为软件定义网络控制器选择网络业务时延最优路径的方法；同时建立了Ryu和Mininet软件组成的软件定义网络仿真实验环境，在此环境中进行软件定义网络全局的链路延时原理分析以及测量，并完成了实验环境设计和结果验证，实现了降低网络业务时延的目的。
软件定义网络 Ryu软件 Mininet软件 Floyd算法 SDN Ryu software Mininet software Floyd algorithm
1 武汉邮电科学研究院, 武汉 430074
2 武汉烽火网络有限责任公司, 武汉 430074
3 江西师范大学, 南昌 330022
将路由器虚拟化技术应用于SDN(软件自定义网络)中, 既可以实现SDN对传统电信流量的正常转发, 还可以补充当前SDN技术对路由功能支持的不足。在SDN控制器中, 扩展南向接口对虚拟路由器的管理和控制, 并对路由表和流表进行转换, 进而控制虚拟路由器或Openflow交换机的数据转发功能, 可以弥补当前SDN控制器对路由功能支持的不足, 并实现SDN流量和传统电信流量的兼容转发。文章在研究虚拟路由器和SDN控制器转发功能的基础上, 提出了一种SDN平台的设计方法和系统, 并实现了该平台的基本路由功能, 最后对系统调试和评测进行了分析。结果表明, 该平台具有通用性和灵活性好、易于与云计算技术结合等特点。
软件自定义网络 虚拟路由器 Openflow协议 SDN virtual router Openflow protocols
