21745

21745

ارائه يك روش آگاه از شرايط شبكه براي توزيع بار بين سرويس دهنده ها در شبكه هاي مبتني بر نرم افزار

كارشناسي ارشد

فناوري اطلاعات - شبكه هاي كامپيوتري

1395

1398/4/22

دكتر زينب موحدي

كامپيوتر

رشد شبكه‌هاي كامپيوتري ازنظر مقياس جغرافيايي، تعداد كاربران و تنوع خدمات، باعث افزايش ارتباطات و حجم ترافيك در شبكه شده است؛ بنابراين، با توجه به نياز شبكه‌ها، رويكردهاي جديد مانند معماري چندمسيره و توزيع‌شدگي منابع جايگزين معماري‌هاي سنتي شبكه شده‌اند. در شبكه‌هاي مبتني بر نرم‌افزار، با جدا شدن بخش كنترل از بخش داده، مي‌توان شبكه را بهينه‌تر، ساده‌تر و با قابليت برنامه‌ريزي بيشتر مديريت كرد؛ بنابراين، برخلاف روش‌هاي مديريت سنتي، براي مسائل مديريتي مربوط به شبكه‌هاي امروزي ازجمله توازن بار بين منابع مناسب هستند. باوجود روش‌هاي موجود در زمينه توازن بار بين سرويس‌دهنده‌ها، اين روش‌ها تنها بار سرويس‌دهنده را در نظر مي‌گيرند و توجهي به مسير بين مشتري و سرويس‌دهنده ندارند. به‌علاوه اين روش‌ها از پويايي لازم جهت تغيير تصميمات اخذشده به‌منظور هماهنگي با شرايط پوياي شبكه، برخوردار نيستند. براي رفع اين چالش‌ها، در اين پايان‌نامه به ارائه يك راهكار پوياي آگاه از مسير جهت توزيع بار بين سرويس‌دهنده‌ها مي‌پردازيم كه در فرآيند انتخاب سرويس‌دهنده، علاوه بر بار سرويس‌دهنده، وضعيت ترافيك بهترين مسير رسيدن به آن نيز اهميت دارد. روش پيشنهادي سعي دارد با تصميم‌گيري مناسب، مواردي ازجمله تأخير و تعداد از دست رفتن بسته‌ها را كاهش و گذردهي را نيز افزايش دهد. همچنين با ارائه يك الگوريتم نظارت، به كنترل ازدحام و سرريزي منابع شبكه نيز پرداخته مي‌شود، بدين منظور وضعيت سرويس‌دهنده‌ها و مسير رسيدن به آن‌ها به‌صورت دوره‌اي بررسي‌شده و با توجه به راه‌حل پيشنهادي، در صورت لزوم و امكان، تصميم‌گيري مجدد انجام مي‌شود. روش پيشنهادي با استفاده از مقلد كانتينرنت و در كنترل‌كننده فلادلايت پياده‌سازي شد، همچنين در چندين آزمايش با اهداف متفاوت، مورد ارزيابي و مقايسه با روش انتخاب سرويس‌دهنده (روشي كه مسير در انتخاب اوليه سرويس‌دهنده دخيل نيست) قرارگرفته است. ارزيابي‌ها نشان مي‌دهد، تعداد بسته‌هاي از بين رفته حدود 90 درصد كاهش، گذردهي حدود 12 درصد افزايش‌، تغييرات تأخير 84 درصد كاهش و زمان پاسخ نيز 16 درصد كاهش‌ يافته است. واژه‌هاي كليدي: شبكه‌هاي مبتني بر نرم‌افزار، توازن بار، سرويس‌دهنده، چند مسيري، نظارت.

1398/07/22

Proposing a Network-aware Approach for Load Distribution between Servers in Software Defined Networks

3/20/2022 12:00:00 AM

Due to the growth of geographic scale, the number of users and variety of services, communications and traffic volume has increased in the computer networks. So, according to requirements of the networks, new features such as multipath architectures and distributed resources have been substitute with the architecture of traditional networks. In software defined networks, with the separation of the control plane from the data plane, the network can be managed more efficiently and more programmable. So, unlike traditional network management approaches, software defined networks are appropriate for Non-traditional networks management issues, such as the distribution of load between resources. Despite the existing methods of balancing the load between servers, these methods don’t consider the path between the client and the server. In addition, these methods are not sufficiently dynamic to match the different conditions of the network. To address these challenges, in this research we provide a dynamic, path-aware method to the distribution of loads between servers which, besides the load of the server, it also consider the status of the path between client and server in process of selection. The proposed method attempts to reduce the number of packet loss and latency with making appropriate decisions. Additionally, in this research, control of congestion and overload of resources is addressed by providing a monitoring algorithm. For this purpose, the load of the servers and path to them are monitored periodically, and according to the proposed solution, if necessary, a decision is made. The proposed method implemented by Containernet emulator and Floodlight Controller ,also has been compared with the server selection algorithm for different purposes (a method in which the path, is not involved in the initial selection of the server). Evaluations indicate that the number of packets lost is about 90% reduced, throughput is about 12% increased, jitter is reduced to 84% and response time is also reduced by 16%. Keywords: software defined networking, load balancing, server, multipath, monitoring.