【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(dǎo)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(jì)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(diǎn)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(huì)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(fù)載過高可能會(huì)帶來全網(wǎng)服務(wù)能力的降級(jí)甚至導(dǎo)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(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能,可以通過IPv6流標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)對OpenFlow流表匹配的過程進(jìn)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(tái)Mininet和多臺(tái)遠(yuǎn)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(diǎn),引入Zookeeper分布式服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多個(gè)控制器的協(xié)同工作和全網(wǎng)信息的管理。每臺(tái)交換機(jī)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(gè)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(biāo)簽實(shí)現(xiàn)OpenFlow流表的匹配。最后通過實(shí)驗(yàn)證明多控制器架構(gòu)的失效應(yīng)付機(jī)制,并在使用IPv6流標(biāo)簽和未使用IPv6流標(biāo)簽兩種情況下,從轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)出發(fā)進(jìn)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(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP393.0
【圖文】：

州大學(xué)碩士學(xué)位論文 IPv6 的 SDN 多控制器架構(gòu)實(shí)現(xiàn)與優(yōu)安全功能是標(biāo)準(zhǔn)化和強(qiáng)制性的，所有實(shí)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(jī)密性）以及端到端安全模型等安全模式，能保 DHCP、DNS、IPv6 移動(dòng)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(biāo)簽提供對數(shù)據(jù)流的支持，允許實(shí)現(xiàn)數(shù)優(yōu)先級(jí)，確保高優(yōu)先級(jí)流量（語音，數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)制造等）不會(huì)被其他不太重?cái)?shù)據(jù)中斷；IPv6 多播和任播，組播可以同時(shí)向注冊接收數(shù)據(jù)的所有主機(jī)提供，能夠提高會(huì)議效率，任播可以將數(shù)據(jù)傳遞給組中的一個(gè)主機(jī)，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(cuò)率。IPv6 的報(bào)頭格式簡化的同時(shí)加強(qiáng)了對擴(kuò)展報(bào)頭和選項(xiàng)部分的支持，這簡路由器或者交換機(jī)對于報(bào)頭處理的過程且降低了處理報(bào)頭的開銷。擴(kuò)展報(bào)頭支持未來新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。IPv6 的報(bào)頭格式如圖 2-1 所示

州大學(xué)碩士學(xué)位論文 IPv6 的 SDN 多控制器架構(gòu)實(shí)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(jī)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(shí)間敏感），網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(yùn)營和管理的高度復(fù)雜性：隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的增加，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(yùn)營復(fù)雜性。簡而言之，當(dāng)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(jìn)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(gè)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(jī)和路由器。每個(gè) OpenFlow 交換機(jī)/由器都提供流表抽象，數(shù)據(jù)平面是一個(gè)簡單但功能強(qiáng)大的代表節(jié)點(diǎn)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(yuǎn)程配置。每個(gè)流表?xiàng)l目有個(gè)不同的字段：匹配的流標(biāo)題、對匹配執(zhí)行的操作和統(tǒng)計(jì)的計(jì)數(shù)器，如圖 2-4 所示：

【相似文獻(xiàn)】

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(jì)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(jí)及性能測量研究[J];中國新通信;2016年23期

3 高志遠(yuǎn);王偉;孫芊;鄢蜜f ;曹陽;張晶;;IPv6及其在電力自動(dòng)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(huì)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(jì)與實(shí)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(jī)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(shí)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(xué)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(huì)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(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

2 王茜;陳運(yùn)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(huì)論文集[C];2011年

3 邊永超;畢經(jīng)平;;基于IPv6的電動(dòng)汽車狀態(tài)感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第十四屆全國容錯(cuò)計(jì)算學(xué)術(shù)會(huì)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(hào)：2781115