本文選題：軟件定義網(wǎng)絡(luò) + 過渡機(jī)制　； 參考：《北京郵電大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程中,IPv4與IPv6將長期共存。在IPv4與IPv6共存的混合網(wǎng)絡(luò)中,存在兩方面的問題。首先,混合網(wǎng)絡(luò)中,由于IPv4與IPv6相互之間并不兼容,使得網(wǎng)絡(luò)管理人員在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)鏈路資源規(guī)劃時(shí),只能將IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立規(guī)劃,會(huì)導(dǎo)致鏈路資源的浪費(fèi);其次,由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分布式管理的特性,根據(jù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)鏈路信息制定流量轉(zhuǎn)發(fā)策略較為困難,導(dǎo)致了鏈路資源調(diào)度過程中存在缺陷。傳統(tǒng)協(xié)議過渡機(jī)制可以解決協(xié)議間兼容的問題,但存在部署困難、協(xié)議復(fù)雜的缺點(diǎn)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,簡稱SDN),是由美國斯坦福大學(xué)提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),其核心思想是通過數(shù)據(jù)平面與控制平面分離的方式集中化管理網(wǎng)絡(luò)。SDN架構(gòu)可以簡化網(wǎng)絡(luò)的配置管理工作,并獲知整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路狀況從而靈活調(diào)度網(wǎng)絡(luò)中的鏈路資源。本文針對(duì)混合網(wǎng)絡(luò)中鏈路資源無法靈活調(diào)度的問題,提出了一套結(jié)合協(xié)議過渡技術(shù)與SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的解決方案。該方法針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)部署復(fù)雜的問題進(jìn)行了改進(jìn),在解決數(shù)據(jù)包跨協(xié)議傳輸問題的同時(shí)降低了過渡技術(shù)部署難度;針對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無法靈活調(diào)度鏈路資源的問題,將SDN數(shù)據(jù)平面設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)中,結(jié)合SDN控制平面程序,可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中鏈路的實(shí)時(shí)狀況動(dòng)態(tài)地選擇數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。本文實(shí)現(xiàn)了一套基于SDN的混合網(wǎng)絡(luò)鏈路資源調(diào)度系統(tǒng)。首先,本文在RYU控制器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了控制平面的五個(gè)模塊:初始化模塊、拓?fù)淠K、過渡模塊、鏈路狀況模塊和流量調(diào)度模塊。五個(gè)模塊協(xié)同解決網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包跨協(xié)議傳輸以及鏈路資源靈活調(diào)度的問題。其次,本文開發(fā)了一套應(yīng)用層Web應(yīng)用,為網(wǎng)絡(luò)管理人員提供可視化界面,并對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化操作。最后,本文在OVS交換機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),使系統(tǒng)可以分布式探測網(wǎng)絡(luò)時(shí)延并能配置GRE-in-IPv6隧道至交換機(jī)。本文將該系統(tǒng)部署在仿真環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明,本文中提出的基于SDN的混合網(wǎng)絡(luò)鏈路資源調(diào)度系統(tǒng),有效地解決了混合網(wǎng)絡(luò)中鏈路資源浪費(fèi)、無法靈活調(diào)度的問題。
[Abstract]:In the evolution from IPv4 network to IPv6 network, IPv4 and IPv6 will coexist for a long time. There are two problems in the hybrid network where IPv4 and IPv6 coexist. First of all, because IPv4 and IPv6 are not compatible with each other in hybrid networks, network managers can only plan IPv4 network and IPv6 network independently when planning network link resources, which will lead to the waste of link resources. Because of the characteristics of distributed management of traditional network devices, it is difficult to formulate a traffic forwarding strategy based on the real-time link information of the whole network, which leads to the defects in the scheduling of link resources. The traditional protocol transition mechanism can solve the problem of compatibility between protocols, but it is difficult to deploy and the protocol is complex. Software Defined Network is a new network architecture proposed by Stanford University in the United States. The core idea is that the centralized management network. SDN architecture can simplify the configuration management of the network by separating the data plane from the control plane and obtain the link status of the whole network so as to flexibly schedule the link resources in the network. Aiming at the problem of flexible scheduling of link resources in hybrid networks, a set of solutions combining protocol transition technology and SDN network architecture is proposed in this paper. This method is improved to solve the problem of complex deployment of traditional technology, to solve the problem of data packet transmission across protocols and to reduce the difficulty of deployment of transitional technology, and to solve the problem that traditional network equipment can not flexibly schedule link resources. By connecting the SDN data plane device into the network and combining with the SDN control plane program, the forwarding path of the data stream can be dynamically selected according to the real-time condition of the link in the network. A hybrid network link resource scheduling system based on SDN is implemented in this paper. Firstly, based on the RYU controller, five modules of the control plane are implemented: initialization module, topology module, transition module, link status module and traffic scheduling module. The five modules cooperate to solve the problem of data packet transmission across protocols and flexible scheduling of link resources in the network. Secondly, a set of application layer Web application is developed, which provides a visual interface for network managers and persists the key data in the system. Finally, based on the OVS switch, the system can detect the network delay and configure the GRE-in-IPv6 tunnel to the switch. In this paper, the system is deployed in the simulation environment for testing. The results show that the proposed hybrid network link resource scheduling system based on SDN can effectively solve the problem of link resource waste and flexible scheduling in hybrid network.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP393.0

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本文編號(hào)：1815786