本文選題：云數(shù)據(jù)中心 + 云計算�。� 參考：《成都理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：云計算技術是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡、存儲和虛擬化的基礎上堆疊出來的一個綜合性技術棧,旨在改變傳統(tǒng)資源的利用方式和利用率。數(shù)據(jù)中心作為云計算首要應用場景,迫切需要這種資源利用方式提高計算、存儲和網(wǎng)絡資源利用率。傳統(tǒng)的非云的數(shù)據(jù)中心,以客戶端-服務端模式為主即南北向流量;當今的云數(shù)據(jù)中心中,以大數(shù)據(jù)為代表的分布式計算造就了與以往不一樣的流量模型即東西向流量。在云計算數(shù)據(jù)中心中,東西向網(wǎng)絡流量模型需要更低的虛機間的時延,結合云架構分析以及網(wǎng)絡虛擬化,同時,虛擬機遷移對大二層的需求,對傳統(tǒng)網(wǎng)絡帶來了更大的挑戰(zhàn)。更是由于傳統(tǒng)的二層網(wǎng)絡天生的缺陷性,對二層廣播報文的泛洪處理機制,更是難以應對云數(shù)據(jù)中心的大二層的需求。大二層技術提出是為了實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的虛擬機遷移,全局可二層通信,保障數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)高可用性。但是傳統(tǒng)二層網(wǎng)絡的先天缺陷性,導致二層的規(guī)模不能太大,會產(chǎn)生廣播風暴,廣播風暴會進一步降低網(wǎng)絡性能,導致網(wǎng)絡波動和延遲增高。傳統(tǒng)的基于網(wǎng)絡泛洪的廣播報文處理機制就是限制大二層發(fā)展的決定性因素。大量的廣播報文泛洪占用了寶貴的網(wǎng)絡帶寬資源,而且廣播風暴除了占據(jù)網(wǎng)絡帶寬,同時也會消耗專用網(wǎng)絡處理器的處理時間和資源,造成更大的網(wǎng)絡延遲。正是由于基于泛洪的二層廣播報文的處理機制導致了局域網(wǎng)的arp攻擊,局域網(wǎng)arp攻擊就是利用的二層廣播的設計上的缺陷性,以偽造arp響應的方式改變網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的走向,分析和竊取同網(wǎng)絡用戶的各種數(shù)據(jù)。因而,基于泛洪的廣播報文處理機制已經(jīng)完全限制了云數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。軟件定義網(wǎng)絡(SDN)作為一種漸漸成熟的網(wǎng)絡技術,漸漸的展現(xiàn)出了它的優(yōu)勢,尤其是在數(shù)據(jù)中心中的應用。全局的信息掌控能力以及邏輯上集中控制是其核心設計思想;以一定的標準定義底層轉發(fā)設備并將其控制功能抽象到控制器端;其提供北向接口快速定義、部署和調整網(wǎng)絡配置,靈活多變。本論文針對云數(shù)據(jù)中心的大二層、網(wǎng)絡虛擬化、廣播報文泛洪以及軟件定義網(wǎng)絡的全局信息掌控和邏輯上集中的特點,設計一種避免廣播報文泛洪的處理機制,在云平臺虛擬網(wǎng)絡處修改初始化的信息并攔截arp請求,利用SDN控制器的全局信息掌控的能力,把arp請求在云虛擬網(wǎng)絡中按照SDN的OpenFlow通信協(xié)議發(fā)送到SDN控制器,并利用SDN控制器框架提供的北向API接口設計自定義arp處理機制,偽造arp響應。這種設計避免廣播報文在網(wǎng)絡中泛洪,有效的降低了網(wǎng)絡鏈路的帶寬負載和通信時延。結合當前數(shù)據(jù)中心業(yè)務的網(wǎng)絡流量特點和OpenStack云網(wǎng)絡架構,設計云網(wǎng)絡初始化和特定協(xié)議數(shù)據(jù)的走向。按照我們設計的思想,在對OpenStack現(xiàn)階段網(wǎng)絡的最大兼容性的基礎上,對OpenSta ck云網(wǎng)絡的網(wǎng)絡流量的架構上做出最小最優(yōu)的調整。在論文的第二章節(jié),主要是完成對OpenStack對虛擬交換機初始化的修改,除了要實現(xiàn)對默認流表的添加,還需要對底層網(wǎng)絡虛擬化端的虛擬交換機也要做出相應的修改,以匹配修改的目的;根據(jù)我們的優(yōu)化設計,我們分析了OVS的工作機制和架構,首先對OVS自定義動作的分析和實現(xiàn),完成對自定義動作的添加。然后我們按照OVS的框架的設計特點對自定義動作的解析和執(zhí)行。在論文的第三章,首先分析了選用的控制器的架構設計及技術特征,根據(jù)架構的協(xié)議數(shù)據(jù)結構的定義和事件分配處理機制,設計和實現(xiàn)了ARP分流機制以提高控制器的響應速度,并進一步修改控制器框架實現(xiàn)對arp請求的全局處理,至此實現(xiàn)了OpenStack的arp無洪泛定向處理。論文的第四章主要是對本設計的功能上的驗證和性能分析,對本設計的優(yōu)化效果在針對性的參數(shù)上做了驗證和對比分析,證明了本設計的優(yōu)化效果�？傊�,結合SDN設計思想實現(xiàn)一種無洪泛的廣播流量處理機制在網(wǎng)絡性能上的改變是顯而易見的。
[Abstract]:Cloud computing technology is a comprehensive technology stack which is stacked on the basis of traditional network , storage and virtualization . It is designed to improve the utilization and utilization of traditional resources . On the basis of the maximum compatibility of the current network of OpenSta ck , the minimum optimal adjustment is made on the network traffic structure of OpenSta ck cloud network . In the second chapter of the paper , we mainly finish the modification of the initialization of the virtual switch . In chapter 3 of the paper , we analyze the architecture design and the architecture of OVS . In chapter 3 of the paper , we analyze the design and implementation of OVS . Then we design and implement ARP shunting mechanism to improve the response speed of the controller . In the third chapter , we design and implement ARP shunting mechanism to improve the response speed of the controller .

【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.0

【參考文獻】

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1 楊艷松;夏俊杰;華一強;;SDN產(chǎn)業(yè)進展研究[J];郵電設計技術;2014年03期

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本文編號：1771264