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一种新的SDN架构下端到端网络主动测量机制 　　摘要：SDN是近年来网络界的研究热点之一，自斯坦福大学首次提出SDN概念以来已引起国内外研究人员的极大关注和研究。SDN是一种新的网络体系结构，其核心原则是分离控制平面和数据平面。随着SDN网络的快速发展，对SDN网络进行有效的网络测量变得越来越重要。SDN网络的构架与传统的TCP / IP网络完全不同。这使得传统的端到端网络测量工具对于SDN网络都不再适用。为了在SDN构架下实现端到端的网络测量，本文提出一种新的SDN网络主动测量机制。这种机制以主动测量为目的，依据SDN网络的新型构架，对SDN协议和交换机进行了扩展完成相应测试功能。仿真结果表明，该机制可以获得准确的网络测量结果，并且具有良好的可扩展性。 　　关键词：计算机网络；软件定义网络；网络测量 　　中图分类号：TP393.06文献标识码：A 　　Abstract：SDN is a new network architecture proposed by Stanford University. The kernel principle of SDN is that separating the control plane and the data plane of the network. With the rapid development of the SDN network， the research of efficient measurement mechanism on SDN network becomes more and more important. The unique features of SDN network make the measurement and monitoring techniques on SDN network quite different from those on traditional TCP/IP network. Based on the fully use of the characteristics of SDN， we construct a new active SDN network measurement mechanism to measure the endtoend path performance of the network. This mechanism takes the active SDN network measurement as the goal by extending the SDN protocol and the SDN switches. The simulation shows the mechanism can provide accurate network measurement results. 　　Key words：computer network；software defined networking；active network measurement 　　1引言 　　SDN是一种新的网络构架，核心思想是网络的控制平面和转发平面分离，网络设备具有开放的可编程接口和网络的集中控制。随着SDN实验网络和商用网络规模的扩大，对SDN网络进行准确的测量和监控，意义非常重大。现有SDN实现中，对SDN网络进行端到端主动测量尚无较好解决方案。 　　SDN网络的构架与传统IP网络区别很大，SDN控制器的加入使得SDN可以方便的进行网络被动测量。在OpenFlow 交换机中，保存了流表相关统计信息，可以记录收到数据包数、字节数等数据。控制器可以通过查询获取这些信息。这些被动网络测量方法不能获得端到端的重要网络参数如时延、抖动、可用带宽等。同时，被动测量会给SDN控制器带来较大的负载，如果没有专用硬件进行相关统计，影响控制器的处理能力。被动测量SDN网络的研究有：OFRewind[1]通过记录和回放SDN 控制平面的流量来诊断网络故障，这种方法对整个流进行记录。这是一种被动SDN网络测量方案，需要占用较多的数据存储资源来存放网络流量数据。OpenTM[2]通过网络控制器主动查询OpenFlow交换机相关数据进行网络测量，获取每个交换机的流统计数据。实际运行时会给控制器和和交换机带来较大的负载。SDN traceroute[3]采用了染色算法去捕获相应的探针包，实现了对流路径的逐跳跟踪，能够在SDN网络输出数据包在网络中的完整路径。文献[4]设计了一种SDN控制器控制测量实体进行分布式测量机制，同时基于正则表达式、散列技术和可扩展的统计函数库等方式设计了一种分析测量日志的功能。本质上这是一种