【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為生活中不可缺少的一部分,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和數(shù)據(jù)規(guī)模不斷發(fā)展壯大,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的限制導致網(wǎng)絡(luò)越來越難以支撐新型技術(shù)的發(fā)展,例如云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)封閉的開發(fā)方式逐漸成為信息技術(shù)發(fā)展的短板,人們對網(wǎng)絡(luò)提出了新的想法和要求。SDN(Software Defined Network)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),核心觀點是控制和轉(zhuǎn)發(fā)相分離,從提出以來一直受到業(yè)內(nèi)的關(guān)注。SDN經(jīng)過不斷地發(fā)展,結(jié)合OpenFlow協(xié)議為網(wǎng)絡(luò)提供了新的解決方案。SDN架構(gòu)中,最核心的位置在于其控制層面,控制器的性能很大程度會影響到網(wǎng)絡(luò)的整體性能。在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中,控制器負載過高可能會帶來全網(wǎng)服務(wù)能力的降級甚至導致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。針對這一情況,部署多控制器架構(gòu)成為一種可行的解決方案。IPv6協(xié)議已經(jīng)成熟,大規(guī)模部署指日可待,新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如果不能支持IPv6將難以適應(yīng)未來的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,SDN架構(gòu)需要兼容IPv6才能繼續(xù)發(fā)展。目前SDN最著名的南向協(xié)議OpenFlow協(xié)議已經(jīng)能夠支持IPv6。但是OpenFlow規(guī)定的流表轉(zhuǎn)發(fā)方式對硬件要求較高,IPv6協(xié)議128位的地址長度會影響到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能,可以通過IPv6流標簽實現(xiàn)對OpenFlow流表匹配的過程進行優(yōu)化,提升IPv6網(wǎng)絡(luò)中SDN多控制器架構(gòu)的整體性能。本文在IPv6網(wǎng)絡(luò)中,利用虛擬化開發(fā)平臺Mininet和多臺遠程RYU控制器搭建SDN多控制器架構(gòu),考量SDN多控制器架構(gòu)的技術(shù)難點,引入Zookeeper分布式服務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)多個控制器的協(xié)同工作和全網(wǎng)信息的管理。每臺交換機通過IPv6地址連接到控制器�？刂破髦g的角色有主從之分,以避免多個控制器之間發(fā)生沖突。從優(yōu)化流表的角度出發(fā),利用IPv6流標簽實現(xiàn)OpenFlow流表的匹配。最后通過實驗證明多控制器架構(gòu)的失效應(yīng)付機制,并在使用IPv6流標簽和未使用IPv6流標簽兩種情況下,從轉(zhuǎn)發(fā)時延和時延抖動兩個網(wǎng)絡(luò)指標出發(fā)進行圖表對比,證明SDN多控制器架構(gòu)的可用性和相關(guān)優(yōu)化方案的可行性。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.0
【圖文】：

州大學碩士學位論文 IPv6 的 SDN 多控制器架構(gòu)實現(xiàn)與優(yōu)安全功能是標準化和強制性的，所有實現(xiàn)的新協(xié)議都必須考慮安全問題v6 協(xié)議在安全性方面也有 IPv4 不可比擬的優(yōu)勢。IPv6 協(xié)議中能夠提供包括（數(shù)據(jù)包簽名）、加密（數(shù)據(jù)機密性）以及端到端安全模型等安全模式，能保 DHCP、DNS、IPv6 移動性等端到端模型的安全問題。IPv6 還有許多其他優(yōu)勢：IPv6 流標簽提供對數(shù)據(jù)流的支持，允許實現(xiàn)數(shù)優(yōu)先級，確保高優(yōu)先級流量（語音，數(shù)據(jù)，實時制造等）不會被其他不太重數(shù)據(jù)中斷；IPv6 多播和任播，組播可以同時向注冊接收數(shù)據(jù)的所有主機提供，能夠提高會議效率，任播可以將數(shù)據(jù)傳遞給組中的一個主機，該技術(shù)可用有效地提高客戶端/服務(wù)應(yīng)用程序的容錯率。IPv6 的報頭格式簡化的同時加強了對擴展報頭和選項部分的支持，這簡路由器或者交換機對于報頭處理的過程且降低了處理報頭的開銷。擴展報頭支持未來新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。IPv6 的報頭格式如圖 2-1 所示

州大學碩士學位論文 IPv6 的 SDN 多控制器架構(gòu)實現(xiàn)與優(yōu)理。因此，互聯(lián)網(wǎng)需要通過 SDN 技術(shù)來更輕松有效地控制和管理其網(wǎng)絡(luò)資源(2) 對網(wǎng)絡(luò)可編程性的需求：互聯(lián)網(wǎng)需要更多智能控制系統(tǒng)來直接協(xié)調(diào)數(shù)大的路由器和交換機的行為。(3) 網(wǎng)絡(luò)新興服務(wù)的需求：由于客戶希望建立特定目的服務(wù)（例如，按需“”，保證語音和數(shù)據(jù)流量的 QoS，即時間敏感），網(wǎng)絡(luò)運營商和服務(wù)提供商應(yīng)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之間的交互提供某種方法，然后應(yīng)該將服務(wù)與其他現(xiàn)有的流量安全隔離。(4) 網(wǎng)絡(luò)運營和管理的高度復雜性：隨著網(wǎng)絡(luò)復雜性的增加，網(wǎng)絡(luò)運營商通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)來代替配置網(wǎng)絡(luò)，降低管理成本和運營復雜性。簡而言之，當前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特征在于：控制和數(shù)據(jù)平面緊密耦合、配置固定。通過與它們進行比較，軟件定義網(wǎng)絡(luò)是一種新的網(wǎng)絡(luò)方法，其關(guān)鍵屬括：控制和數(shù)據(jù)平面的分離、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集中可編程、支持多個孤立的虛擬。圖 2-2 為 SDN 的參考架構(gòu)示意圖。

圖 2-3 OpenFlow 協(xié)議架構(gòu)示意圖最底層是一組支持 OpenFlow 的交換機和路由器。每個 OpenFlow 交換機/由器都提供流表抽象，數(shù)據(jù)平面是一個簡單但功能強大的代表節(jié)點的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并由控制器通過 OpenFlow 協(xié)議（基于 SSL 通道）遠程配置。每個流表條目有個不同的字段：匹配的流標題、對匹配執(zhí)行的操作和統(tǒng)計的計數(shù)器，如圖 2-4 所示：

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 賀靜;徐成武;任密林;;基于IPv6的校園網(wǎng)的設(shè)計與建設(shè)研究[J];山西電子技術(shù);2016年06期

2 杜國真;;基于IPv6的校園網(wǎng)技術(shù)升級及性能測量研究[J];中國新通信;2016年23期

3 高志遠;王偉;孫芊;鄢蜜f ;曹陽;張晶;;IPv6及其在電力自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J];中國電力;2016年12期

4 張繼懷;;基于IPv6的視頻會議系統(tǒng)中安全的關(guān)鍵技術(shù)的研究[J];民營科技;2017年05期

5 邱凌志;尹魏昕;仲思超;;IPv6環(huán)境面臨的網(wǎng)絡(luò)安全問題及對策探討[J];江蘇通信;2017年02期

6 陳艷格;陳尚博;;基于IPv6的智慧校園網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];科教文匯(上旬刊);2017年03期

7 張漢卓;;IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)帶來網(wǎng)絡(luò)安全新機遇[J];信息安全與通信保密;2017年07期

8 孫曉林;張新剛;;基于校園網(wǎng)的IPv6過渡技術(shù)研究[J];電腦知識與技術(shù);2017年23期

9 朱光;;企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下IPv6技術(shù)應(yīng)用分析[J];中國管理信息化;2016年06期

10 劉金源;唐學文;鄧一貴;;一種適用于IPv6網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬測量方法[J];世界科技研究與發(fā)展;2013年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 毋丹芳;陶孝鋒;;IPv6在3G衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的發(fā)展模式探討[A];第六屆衛(wèi)星通信新業(yè)務(wù)新技術(shù)學術(shù)年會論文集[C];2010年

2 王茜;陳運清;毛東鋒;;基于IPv6網(wǎng)絡(luò)的組播技術(shù)部署和過渡[A];下一代互聯(lián)網(wǎng)與應(yīng)用研討會論文集[C];2011年

3 邊永超;畢經(jīng)平;;基于IPv6的電動汽車狀態(tài)感知系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[A];第十四屆全國容錯計算學術(shù)會議(CFTC'2011)論文集[C];2011年

4 王瑤;權(quán)楠;徐艷紅;汪洋;丁慧霞;張庚;王楠;江t

本文編號：2781115