隨著網際網路的快速發展，以及網路一直有新的規範,協定被提出,網路設備也不斷的進步,頻寬和穩定性也快速成長.這對網路效能影響很深的串流媒體來說,有很大的進步,能提供品質更好的網路服務.但是,雖然網路有明顯的成長,提供的網路服務還是以盡力而為為原則,這種傳輸方式對各種不同的網路服務無法提供絕對的服務品質保證,於是Internet Engineering Task Force (IETF)提出了Quality of Service(QoS) 來解決相關的問題,但是由於 QoS 架構中提出的IntServ和Diffserv都是建立在傳統的hop-by-hop routing架構,沒有辦法即時的取得整個網路資源分配,所以能提供的改善也有所限制.
不過隨著新型態的網路架構的出現(OpenFlow),以及軟體定義網路(SDN)的發展,不同於以往的路由方式;我們可以輕易的取得整個網路的資訊,諸如網路頻寬,網路延遲等等,並且可以直接有效的分配網路資源,進而完成路由演算法中的連線狀態演算法.
但是目前已知的連線狀態演算法，都是基於當下網路環境的狀態，進行最佳的路徑選擇路由；並沒有辦法做到重整網路狀態的功能；因此、在本文中，我們將提出自適性最佳路由方法，該方法將會自動重整網路的狀態，重新配置網路流量的路由路徑，藉此調整整體網路的最大頻寬負載，提供更好的網路服務環境。

With the rapid development of the Internet, many new specifications and protocols are proposed for solving problems in the Internet. In addition, a continued advance in functionality of network equipment, bandwidth, and stability of network made great progress in streaming media, which has a great impact on network performance. However, despite the obvious growth of the ability of Internet to provide better service quality, the principle of delivery service is still based on “best-effort” strategy, this transmission method cannot provide service quality guarantees for various network services. Therefore, the Internet Engineering Task Force (IETF) released RFCs for Quality of Service (QoS), such as IntServ and DiffServ to solve related problems. However,  IntServ and Diffserv proposed in the QoS architecture are based on the traditional hop-by-hop routing architecture, there is no way to obtain the entire network resource allocation states in time. The improvements provided by IntServ or DiffServ are limited.
Fortunately, with the advent of new-type network protocol (OpenFlow) and the development of software-defined networks (SDN), makes it easy to obtain many information on the entire network, such as bandwidth of the Internet , network delay, etc., also makes it can directly and effectively allocate network resources, and then complete the routing selection.
However, the well-known link state routing algorithms are based on the current state of the network environment for optimal route selection; there is no way to reconfigure the state of the network. Hence, in this thesis, a self-adaptive routing method for QoS in network is proposed. This method will automatically reform the state of the network, reconfigure the routing path of network traffic, thereby adjusting the maximum bandwidth load of the entire network and providing a better network service environment.

目錄
致謝I
中文摘要II
英文摘要III
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 動機與目的 2
1.3 論文章節架構	4
第二章 相關研究與背景資料 5
2.1 Software-Defined Networking (SDN) 5
2.1.1 SDN Controller架構 7
2.1.2 SDN Controller介紹-RYU 8
2.2 OpenFlow 9
2.2.1 OpenFlow 架構 10
2.2.1 OpenFlow Switch介紹-Mininet 11
2.3 服務品質 (Quality of Service ,QoS) 12
2.4 路徑演算法 12
2.4.1 Minimum Value First (MVF)	15
2.4.2 Route selected by service(RSS) 15
第三章 自適性路由機制 16
3.1 路徑負載分配 17
3.1.1 服務品質保證-兩種網路服務優先權 18
3.2 重整路由機制 19
3.2.1  方法一 :Load Balance Reroute Mechanism 20
3.2.1.1 換路機制 22
3.2.1.2 刪除機制 25
3.2.2  方法二 :QoS Reroute Mechanism 28
3.3 整體流程 30
第四章 模擬結果與效能分析 31
4.1 模擬內容 31
4.2 實驗I-驗證負載平衡 32
4.2.1 模擬環境與情境 32
4.2.2 數據與分析 34
4.3 實驗Ⅱ-驗證QoS 50
4.3.1 數據與分析 50
4.4 實驗III-驗證重整機制對實際網路的適應能力 60
第五章 結論與未來展望 73
參考文獻 74
附錄 76

圖目錄
圖2.1  軟體定義網路架構 [4]	5
圖2.2  傳統網路與SDN的架構差異比較	7
圖2.3  SDN 控制器架構 [5]	8
圖2.4  OpenFlow架構圖	11
圖2.5  最短路徑演算法範例	14
圖3.1  換路機制	24
圖3.2  刪除機制	26
圖3.3  方法一：LBRM	27
圖3.4  方法二：QoSRM	29
圖3.5  系統簡易流程圖	30
圖4.1  以Mininet建立之環境	32
圖4.2  模擬環境各連線網路狀況	33
圖4.3  MVF傳送12條服務的loss rate	52
圖4.4  LBRM保障path2時的loss rate	54
圖4.5  LBRM保障Path1與Path2時的loss rate	55
圖4.6  LBRM保障所有路徑服務時的loss rate	56
圖4.7  QoSRM保障path2時的loss rate	57
圖4.8  QoSRM保障Path1與Path2時的loss rate	58
圖4.9   QoSRM保障所有路徑時的loss rate	59
圖4.10  OSPF校園拓樸	60
圖4.11  OSPF在尖峰時段的使用	61
圖4.12  LBRM與QoSRM保障S1→S2路徑之結果	62
圖4.13  LBRM與QoSRM保障S1→S2與S1→S3路徑之結果	63
圖4.14  LBRM與QoSRM保障S1→S2、S1→S3與S1→S4路徑之結果	64
圖4.15  MVF校園拓樸	66
圖4.16  外語大樓向商管大樓送入四種服務各36條	67
圖4.17  驚聲大樓向工學院送入四種服務各30條	68
圖4.18  女宿向化學院送入四種服務各30條	69
圖4.19  LBRM與QoSRM保障S1→S2路徑之結果	70
圖4.20  LBRM與QoSRM保障S1→S2與S1→S3路徑之結果	71
圖4.21  LBRM與QoSRM保障S1→S2、S1→S3與S1→S4路徑之結果	72

表目錄
表2.1 Flow Table的欄位	11
表3.1路徑負載參數	17
表3.2頻寬負載	18
表4-1OSPF的頻寬負載變化	34
表4.2	Path2套用LBRM的負載變化並依序送入12種服務	36
表4.3Path2套用LBRM的負載變化並隨機送入12種服務	38
表4.4Path2套用QoSRM的負載變化並依序送入12種服務	40
  表4.5Path2套用QoSRM的負載變化並隨機送入12種服務  42
表4.6Path 1與Path 2套用LBRM的負載變化並依序送入12種服務	44
表4.7Path1與Path 2套用QoSRM的負載變化並依序送入12種服務	45
表4.8三條路徑套用LBRM的負載變化並依序送入12種服務	47
表4.9三條路徑套用QoSRM的負載變化並依序送入12種服務	48
表4.10 MVF的頻寬負載變化	51
表4.11LBRM實驗結果	53
表4.12QoSRM實驗結果	57
表A-1Path1與Path 2套用LBRM的負載變化並隨機送入12種服務	76
表A-2三條路徑套用LBRM的負載變化並隨機送入12種服務	77
表A-3Path1與Path2套用QoSRM的負載變化並隨機送入12種服務78
表A-4三條路徑套用QoSRM的負載變化並隨機送入12種服務	79

[1]	S. Shenker, C. Partridge and R. Guerin, “Specification of Guaranteed Quality of Service”, IETF RFC 2212,1997
[2]	Open Networking Foundation, “Software-Defined Networking:The New Norm for Networks”, April 2012
[3]	N. McKeown, T. Anderson, H. Balakrishnan, G. Parulkar, L. Peterson, J. Rexford, S. Shenker, and J. Turner. “Openflow: enabling innovation in campusnetworks.”, ACM SIGCOMM, Volume 38 Issue 2, April 2008
[4]	軟體定義網路架構, Retrived from https://www.opennetworking.org/sdn-resources/sdn-definition
[5]	Thomas D. Nadeau , Ken Gray, "SDN: Software Defined     Networks" ,May 2015.
[6] NOX,Retrived from http://www.noxrepo.org/nox/about-nox/
[7] POX,Retrived from http://www.noxrepo.org/pox/about-pox/
[8] Floodlight OpenFlow Controller -Project Floodlight Retrived from http://www.projectfloodlight.org/floodlight/
[9] The OpenDaylight Platform, Retrived from https://www.opendaylight.org/
[10] RYU SDN Framework, Retrived from https://osrg.github.io/ryu/
[11] RYU project team,“RYU SDN Framework-Using OpenFlow1.3”, Retrived from https://docplayer.net/4848439-Using-openflow-1-3-ryu-sdn-framework-ryu-project-team.html
[12] 支援OpenFlow協議Swich由Open Networking Foundation提供, Retrived from https://www.opennetworking.org/sdn-openflow-products?limitstart=0
[13] Mininet ,Retrived from http://mininet.org/
[14] E. Dijkstra, “A note on two problems in connexion with graphs,” Numerische mathematik, vol. 1, no.1, 1959, pp. 269-271.
[15] 鄭惟駿, “基於軟體定義網路之品質感知的影像串流路由方法”,淡江大學,104碩士論文
[16] 陳柏瑋, ”基於軟體定義網路之品質感知多服務類型路由方法”,淡江大學,105碩士論文
[17] iperf, Retrived from https://iperf.fr/