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电力CDN(electric power content delivery network,电力内容分发网络)是通过在现有的电力信息网上部署一层内容分发网络,对运行在电力信息网上的应用起到内容分发、访问加速和安全防护的作用.当前,电力CDN在一定程度上缓解了电力信息网络的流量压力,提高了信息网用户的体验,但是这类采用overlay的方式部署在网络应用层之上的方案存在明显的不足:无法及时响应业务的多样性需求;单一的调度方式无法感知CDN的网络状况,不能及时调整全局路由手段来提升网络传输效率;随着用户数的不断增加,节点的扩容带来购置设备、管理和运维成本不断提高,易造成整体资源利用率低下.如何优化整个体系架构,提升设备的使用效率成为本文的研究重点.
本文基于OpenFlow协议,设计电力CDN中传输的内容流量优化机制、部署策略、应用模式,通过业内较为成熟的Floodlight控制器和FlowVisor虚拟网络切分工具,实现了一套基于SDN和NFV技术的电力CDN,为用户提供可定制化、可灵活调整的新型电力CDN。因此,新型电力CDN系统由统一管理平台、网络虚拟化平台、控制器以及电力CDN虚拟缓存系统组成。其中,统一管控平台为各内容提供商提供各自VCDN的接入口,内容提供商通过该平台对自己拥有的VCDN进行管控、调度策略配置、资源配置等;网络虚拟化平台为每个签约内容提供商划分出逻辑上独立的、网络流量隔离的VCDN;缓存系统是通过将现有的电力CDN缓存节点进行虚拟化变为CDN虚拟缓存节点。Floodlight控制器可以根据内容源站、网络拓扑状态、用户服务定制需求等细粒度的参数选择执行的缓存策略、调度策略及相应的QoS保障。每个虚拟逻辑网络中由Floodlight控制器完成网络策略的部署和管控。通过控制器端提供的北向接口,上层的统一管理平台和网络虚拟化平台可灵活调用,从而实现VCDN的运营管理、资源管理和流量调度。