基于网络操作系统的负载均衡应用框架设计-计算机科学与技术专业论文.docx

万方数据 万方数据 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文《基于网络操作系统的负载均 衡应用框架设计) ，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明 的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名: ，我立 日期:20\ f年 1 月 4 日 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在-一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 / 不保密团。 (请在以上方框内打 -J ) 学位论文作者签名:肖主 指导机名:法只弘 日期:万( 年/ 月d 日 日期:20{千年 1 月 L 日 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文《基于网络操作系统的负载均 衡应用框架设计》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明 的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 （请在以上方框内打“√”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 上海交通大学硕士学位论文 上海交通大学硕士学位论文 基于网络操作系统的负载均衡应用框架设计 摘 要 软件定义网络凭借其可编程性为网络负载均衡提供了一种出色的 解决方案。然而软件定义网络中现有的网络编程语言（Frenetic、 Procera、Flog 等）均基于事件流模型，侧重于描述事件发生和动作执 行的因果关系，而非动作执行的方式，这样无法反映出负载均衡策略 的本质——基于选择执行动作，从而不适用于负载均衡策略的表达。 针对这种情况，本文设计了一种能够自然表达负载均衡策略的网 络编程语言 LOBA，在传统语言所具备的谓词和动作基础上引入了选 择器，能够基于谓词所描述的流进行选择，选择结果用于在流上执行 动作。作为 LOBA 应用的开发、运行平台，本文还设计实现了基于网 络操作系统的应用框架 LOBAFX。 LOBA 语言的主要特点包括：（I）允许高层次地表达负载均衡策 略而不必理会底层细节；（II）模块化、组合式的程序构造；（III）保 持语法一致性的同时实现可扩展性。 本文的主要工作包括：（I）设计了网络编程语言 LOBA 和若干内 建网络原语；（II）设计了应用框架 LOBAFX 的整体架构和组件；（III） 实现了 LOBA 语言和 LOBAFX 框架。 最后本文通过若干有现实意义的实验场景证明了：（I）本文研究 工作具备实用价值；（II）LOBA 语言设计的科学性，仅需不到 15 行代 码即可描述复杂的负载均衡场景；（III）LOBAFX 框架的高效性，系 统延迟相比直接基于网络操作系统的实现增加不超过 10%。 关键词：软件定义网络、网络编程语言、负载均衡、网络操作系统、 应用框架 I LOBAFX: A NOS-BASED FRAMEWORK FOR LOAD-BALANCING APPLICATIONS ABSTRACT Software-defined network (SDN) offers an excellent solution to network load balancing for its programmability. However existing network programming languages (e.g., Frenetic, Pr