第43卷第1期桂林电子科技大学学报Vol.43,No.12023年2月JournalofGuilinUniversityofElectronicTechnologyFeb.2023收稿日期:2022-03-21基金项目:广西无线宽带通信与信号处理重点实验室主任基金(GXKL06200104);广西云计算与大数据协同创新中心基金(YD1904);广西自然科学基金(2020GXNSFDA238001);桂林电子科技大学研究生教育创新计划(2021YCXS021)通信作者:张向利(1968-),女,教授,博士,研究方向为SDN/NFV网络以及FPGA嵌入式系统开发等。E-mail:304146684@qq.com引文格式:王俊凯,张向利.基于FPGA的SDN中QoS保障算法的设计与实现[J].桂林电子科技大学学报,2023,43(1):14-19.基于FPGA的SDN中QoS保障算法的设计与实现王俊凯,张向利(桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004)摘要:传统网络越发难以面对复杂化的网络结构,于是诞生了一种新型网络架构,即软件定义网络(SDN)。SDN数据中心的业务流主要有长流和短流,长流有持续时间长、时延不敏感、带宽需求高的特点;而短流持续时间短、时延敏感程度高、带宽需求低。短流的流量占总流量不足20%,但流量条数则约占总流量数的80%以上;长流的流量占总流量80%以上,但流量条数不足总流量数的20%。研究发现,在出端口队列中长流往往在短流前,造成短流长时间等待,极易引发网络拥塞。根据2种业务流特点提出排队机制和路由优化保障机制,将短流设置为高优先级队列,由SDN控制器优先调度排队机制;将长流设置为低优先级队列,同时采用路由保障算法进行补偿。路由保障算法首先删除不满足长流带宽需求的链路,再计算最短时延路径。为了提升本设计的算法效率,使用FPGA和万兆以太网对SDN中业务流进行仿真,并在FPGA上仿真验证了本设计对于网络的时延、带宽的优化与FPGA并行运算的优势。关键词:FPGA;SDN;队列调度;QoS;带宽保障中图分类号:TP309文献标志码:A文章编号:1673-808X(2023)01-0014-06DesignandimplementationofQoSguaranteealgorithminSDNbasedonFPGAWANGJunkai,ZHANGXiangli(SchoolofInformationandCommunication,GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin541004,China)Abstract:Thetraditionalnetworkisincreasinglydifficulttofacethecomplexnetworkstructure,soanewnetworkarchitec-tureisborn,namelysoftwaredefinednetwork(SDN).TheserviceflowofSDNdatacentermainlyincludeslongstreamandshortstream.Thelongstreamhasthecharacteristicsoflongduration,insensitivedelayandhighbandwidthdemand;whileshort...
