【摘要】：近年來,隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等各種新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的出現(xiàn),業(yè)務(wù)類型日益豐富,網(wǎng)絡(luò)中新增了很多例如VoIP、視頻會(huì)議等多媒體業(yè)務(wù)。用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)的需求日益提高。而傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能單一,可擴(kuò)展性差,已經(jīng)部署的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)備供應(yīng)商眾多,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),因此很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的配置與管理,并且傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜,無法完全承載當(dāng)今發(fā)展的新技術(shù)。在這種背景下,網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)出現(xiàn)了,而軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)作為虛擬化的重要成就之一,提出了控制與轉(zhuǎn)發(fā)相分離的思想,將復(fù)雜的控制邏輯從傳統(tǒng)的物理設(shè)備中抽離出來,對(duì)底層物理設(shè)備進(jìn)行集中的管理與控制,并通過豐富靈活的API為上層應(yīng)用提供了統(tǒng)一的可編程接口與全局管理視圖。SDN的出現(xiàn),為人們保障業(yè)務(wù)的QoS提供了新的思路。論文從實(shí)際需求出發(fā),將SDN技術(shù)引用到實(shí)驗(yàn)室虛擬企業(yè)網(wǎng)項(xiàng)目中。虛擬企業(yè)網(wǎng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括視頻會(huì)議、語音、文件傳輸與DDS(Data Distribution Service,數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù))等,為提高數(shù)據(jù)的傳輸效率和網(wǎng)絡(luò)的資源利用率,本文利用SDN對(duì)帶寬和時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)資源的全局視圖,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于業(yè)務(wù)QoS的路由方法(Service QoS-based Routing Method,SQBRM),實(shí)現(xiàn)了根據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行路徑的選擇,一定程度上保障了業(yè)務(wù)的QoS,實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。SQBRM還考慮了鏈路故障的情況,預(yù)留備份路徑,一定程度上提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)性。而DDS作為虛擬企業(yè)網(wǎng)中的重要通信模型,采用發(fā)布訂閱模式進(jìn)行數(shù)據(jù)的分發(fā),但是沒有考慮主題數(shù)據(jù)資源的分布以及底層網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),因此存在單個(gè)鏈路上重復(fù)排隊(duì)發(fā)送相同數(shù)據(jù)的問題,降低了帶寬利用率,也增加了數(shù)據(jù)的排隊(duì)時(shí)延,因此,本文對(duì)DDS現(xiàn)有的非集中式發(fā)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行改進(jìn),提出了一種改進(jìn)的非集中式發(fā)現(xiàn)機(jī)制(Improved Decentralized Discovery Mechanism,IDDM),獲取網(wǎng)絡(luò)中主題數(shù)據(jù)分布信息,為后續(xù)研究打基礎(chǔ)。在SQBRM的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中,首先通過SDN控制器獲取必要的信息,然后對(duì)獲取的信息進(jìn)行處理,分別得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔�、鏈路帶寬信息與鏈路時(shí)延信息,然后根據(jù)一定的路徑選擇策略,計(jì)算最優(yōu)路徑,同時(shí)預(yù)留備份路徑。不同于SDN架構(gòu)中傳統(tǒng)的最短路徑計(jì)算方法,SQBRM結(jié)合了業(yè)務(wù)對(duì)帶寬與時(shí)延的需求,以及當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),最終計(jì)算出一條滿足業(yè)務(wù)需求的路徑,提高了網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。在IDDM的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中,首先總結(jié)當(dāng)前DDS架構(gòu)的發(fā)現(xiàn)機(jī)制,然后介紹提出的改進(jìn)架構(gòu)。當(dāng)前的DDS非集中式發(fā)現(xiàn)機(jī)制采用RTPS協(xié)議,首先進(jìn)行參與者的發(fā)現(xiàn),然后進(jìn)行參與者通信實(shí)體的發(fā)現(xiàn),在遠(yuǎn)端與本地的實(shí)體匹配成功時(shí)交換并記錄實(shí)體的信息。在整個(gè)發(fā)現(xiàn)過程中,DDS并不關(guān)心匹配失敗的實(shí)體。基于此,論文對(duì)DDS的底層發(fā)現(xiàn)模塊進(jìn)行改進(jìn),增加對(duì)匹配失敗的實(shí)體的處理,獲取其主題信息,從而獲取網(wǎng)絡(luò)中主題數(shù)據(jù)的分布信息。論文最后利用Mininet仿真工具分別對(duì)上述設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的各種功能進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),測試了各個(gè)模塊的正確性。并通過對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析與總結(jié),證明了論文提出的各方案的優(yōu)越性與實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP393.0
【圖文】：

２．１．２邋ＯｐｅｎＦｌｏｗ邋協(xié)議逡逑２．１．２．１邋ＯｐｅｎＦｌｏｗ邋交換機(jī)逡逑ＳＤＮ控制器與ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)通信模型如圖２．２所示：逡逑８逡逑

ＳＤＮ控制器通過安全通道遠(yuǎn)程控制ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)也通過安全通道向控制器上報(bào)自身狀態(tài)信息。安全通道ｗ交換機(jī)之間通信的安全連接，可以建立在ＴＣＰ之上，也ｋｅｔ進(jìn)行建立。流表（Ｆｌｏｗ邋Ｔａｂｌｅ）是用來存放流表項(xiàng)的表，Ｆｌｏｗ交換機(jī)根據(jù)流表規(guī)則處理數(shù)據(jù)包，而流表規(guī)則由ＳＤＮｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)。逡逑ｌｏｗ交換機(jī)收到待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包時(shí)，首先對(duì)收到的數(shù)據(jù)包，若匹配成功，則直接執(zhí)行流表中的動(dòng)作；若匹配失敗，送給ＳＤＮ控制器，控制器計(jì)算相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)策略并告知交行處理。在這個(gè)過程中，ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)策略，略。ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)處理數(shù)據(jù)包流程［１３］如圖２．３：逡逑接收?qǐng)?bào)文一？包頭解析一■？實(shí)施動(dòng)作逡逑

ＯｐｅｎＦｌｏｗ交邐ＳＤＮ控制器逡逑換機(jī)逡逑圖２．２邋ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)和ＳＤＮ控制器通信模型逡逑２．２所示，ＳＤＮ控制器通過安全通道遠(yuǎn)程控制ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)，交換機(jī)也通過安全通道向控制器上報(bào)自身狀態(tài)信息。安全通道是ＳＤＦｌｏｗ交換機(jī)之間通信的安全連接，可以建立在ＴＣＰ之上，也可以基Ｓｏｃｋｅｔ進(jìn)行建立。流表（Ｆｌｏｗ邋Ｔａｂｌｅ）是用來存放流表項(xiàng)的表，在ＯｐｅｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)根據(jù)流表規(guī)則處理數(shù)據(jù)包，而流表規(guī)則由ＳＤＮ控制ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)。逡逑ｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)收到待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包時(shí)，首先對(duì)收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解表項(xiàng)，若匹配成功，則直接執(zhí)行流表中的動(dòng)作；若匹配失敗，則將數(shù)道發(fā)送給ＳＤＮ控制器，控制器計(jì)算相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)策略并告知交換機(jī)，包進(jìn)行處理。在這個(gè)過程中，ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)策略，而ＳＤ發(fā)策略。ＯｐｅｎＦｌｏｗ交換機(jī)處理數(shù)據(jù)包流程［１３］如圖２．３：逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 左青云;陳鳴;趙廣松;邢長友;張國敏;蔣培成;;基于OpenFlow的SDN技術(shù)研究[J];軟件學(xué)報(bào);2013年05期

2 曾干;;基于鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議(LLDP)的物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2006年20期

本文編號(hào)：2800675