發(fā)布時(shí)間：2020-09-19 22:34

　　 網(wǎng)絡(luò)虛擬化是一種在物理網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)邏輯獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)的技術(shù),將網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)結(jié)合,可以極大提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性。網(wǎng)絡(luò)虛擬化Hypervisor(NVH)作為一個(gè)實(shí)現(xiàn)SDN網(wǎng)絡(luò)虛擬化的系統(tǒng)平臺(tái),其性能的可拓展性,功能的可靠性對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要。由于集中的NVH無法滿足系統(tǒng)的高可拓展性和可靠性要求,我們考慮實(shí)現(xiàn)一個(gè)分布式的NVH系統(tǒng)。另外,借助協(xié)議無感知轉(zhuǎn)發(fā)(POF)技術(shù),我們可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)分布式協(xié)議無關(guān)的NVH系統(tǒng),從而極大提高網(wǎng)絡(luò)虛擬化系統(tǒng)的可拓展性,可靠性和靈活性。因此,本文首先研究分布式協(xié)議無感知NVH系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問題。借助POF技術(shù)和ONOS的分布式架構(gòu),我們將實(shí)現(xiàn)一個(gè)分布式協(xié)議無感知的NVH系統(tǒng)(DPVisor),從而實(shí)現(xiàn)協(xié)議無關(guān)的虛擬SDN網(wǎng)絡(luò)(vSDN)切片。我們將測(cè)試NVH系統(tǒng)的消息處理時(shí)延,分布式系統(tǒng)的吞吐量,故障恢復(fù)時(shí)間,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與基于OpenFlow和ONOS實(shí)現(xiàn)的分布式NVH(ONVisor)作比較,從而驗(yàn)證DPVisor具有高度的可拓展性和可靠性。然后我們將從分布式系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步的一致性模型的角度,對(duì)分布式NVH的性能瓶頸進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)表明,我們提出采用基于緩存同步的方法不僅能極大提高分布式NVH系統(tǒng)的性能,也能保證數(shù)據(jù)同步具有很好的一致性。另外,我們結(jié)合分布式協(xié)議無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化系統(tǒng),研究虛擬網(wǎng)絡(luò)映射(VNE)算法。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)虛擬化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式,我們?cè)谔摂M網(wǎng)絡(luò)映射過程中主要考慮節(jié)點(diǎn)TCAM資源和鏈路帶寬資源的限制條件,同時(shí)考慮限制NVH使用的個(gè)數(shù)來避免NVH間過多的東西向通信。針對(duì)該問題,我們構(gòu)建了一個(gè)整數(shù)線性規(guī)劃(ILP)模型,從而對(duì)該問題進(jìn)行精確求解。然后,我們基于全局資源容量(GRC)的節(jié)點(diǎn)排序算法,針對(duì)問題的實(shí)際模型,提出了該問題的啟發(fā)式算法。仿真結(jié)果表明,我們的啟發(fā)式算法不僅能極大提高網(wǎng)絡(luò)資源的使用效率,而且相對(duì)已有的啟發(fā)式算法性能更好。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.01
【部分圖文】：

１．１．１．軟件定義網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議無感知轉(zhuǎn)發(fā)逡逑軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Ｓｏｆｔｗａｒｅ－ｄｅｆｉｎｅｄ邋Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，邋ＳＤＮ）是一種實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)面和控逡逑制面分離的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)［１］。ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖１．１所示，數(shù)據(jù)面負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的逡逑轉(zhuǎn)發(fā)，控制面則按需部署不同的應(yīng)用來管理網(wǎng)絡(luò)。利用ＳＤＮ的集中管控和可編逡逑程特性，網(wǎng)絡(luò)將變得更加靈活，從而更快適應(yīng)不同業(yè)務(wù)和應(yīng)用的部署需求。逡逑丫邐＇sE器＇邐■＇邋＇逡逑ｔ邋ＳＤＮ南向協(xié)議逡逑產(chǎn)（ＯｐｃｎＨｏｗ，邋Ｐ０Ｆ等）逡逑＿＜ｘ＾ＥｒｉＴＯ逡逑圖１．丨ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)逡逑如圖１．１所示，ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)的的控制面和數(shù)據(jù)面通過ＳＤＮ南向協(xié)議進(jìn)行通信，逡逑從而實(shí)現(xiàn)控制面感知數(shù)據(jù)面的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并控制網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)行為。典型的ＳＤＮ南逡逑向協(xié)議如ＯｐｅｎＦｌｏｗ邋［２］基于現(xiàn)有的協(xié)議字段（如源和目的以太網(wǎng)地址，ＴＣＰ／ＵＤＰ逡逑五元組等）做匹配轉(zhuǎn)發(fā)，拓展新的協(xié)議類型需要更新ＯｐｅｎＦｌｏｗ的版本。例如，逡逑ＯｐｅｎＦｌｏｗ邋１．０版本僅支持１２個(gè)匹配域

和設(shè)備兼容性問題。與ＯｐｅｎＦｌｏｗ不同的是，ＰＯＦ根據(jù)偏移量，偏移長度以及對(duì)逡逑應(yīng)的域值（＜ｏｆｆｅｓＵｅｎｇｔｈ，ｖａｌＵｅ＞）三元組對(duì)數(shù)據(jù)包做匹配轉(zhuǎn)發(fā)，并定義了一套協(xié)逡逑議無感知的指令集［６］對(duì)數(shù)據(jù)包做處理，圖１．２展示了邋ＰＯＦ的流表結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)發(fā)逡逑流程。首先，用戶使用自定義的表（Ｔａｂｌｅ）來聲明要匹配的協(xié)議類型，表是根據(jù)逡逑偏移量和偏移長度定義的各個(gè)匹配域（Ｆｉｅｌｄ）的集合，各個(gè)表有唯一的ＩＤ信息逡逑（ＴａｂｌｅｌＤ）。然后，用戶下發(fā)特定的表項(xiàng)（Ｅｎｔｒｙ）到對(duì)應(yīng)的表中，各個(gè)表項(xiàng)包含逡逑各個(gè)域?qū)?yīng)的匹配值和處理數(shù)據(jù)包的指令集（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）。一旦數(shù)據(jù)包匹配成逡逑功，ＰＯＦ將根據(jù)用戶定義的指令處理數(shù)據(jù)包，如添加、刪除、修改包頭信息，或逡逑將包發(fā)送到其它表中繼續(xù)處理，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)靈活的處理邏輯（Ｐｉｐｅｌｉｎｅ）。因此，逡逑ＰＯＦ在數(shù)據(jù)面對(duì)數(shù)據(jù)包協(xié)議無感知的操作可以極大提高網(wǎng)絡(luò)的可編程性和靈活逡逑性。例如，我們?cè)谇懊婢停校希频膮f(xié)議無感特性做了很多的研究和實(shí)現(xiàn)，如網(wǎng)絡(luò)逡逑流匯聚［７，邋８］，源路由［９，邋１０］以及移動(dòng)性管理［１丨］等。逡逑Ｆｉｅｌｄ｛逡逑ｏｆｆｓｅｔ．邋邐Ｆｉｅｌｄｓ邐Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ邋—逡逑ｌｅｎｇｔｈ；邐Ｆｉｅｌｄｓ邐Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ逡逑ｖａｌｕｅ；邐．邐．逡逑Ｇｏｔｏ邋Ｔａｂｌｅ邋１邋｜逡逑Ｆｉｅｌｄｓ邋Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ逡逑圖１．２邋ＰＯＦ流表結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)發(fā)流程逡逑１．１．２．分布式ＳＤＮ控帶ｊ器手□0Ｎ0Ｓ逡逑盡管ＳＤＮ的集中控制的特性可以提高網(wǎng)絡(luò)的可編程性和靈活性

擬網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用和業(yè)務(wù)相互隔離。將ＳＤＮ和網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)結(jié)合，可以在同一逡逑物理網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)邏輯獨(dú)立的虛擬ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)（Ｖｉｒｔｕａｌ邋ＳＤＮｓ，邋ｖＳＤＮｓ），從而極逡逑大提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用的創(chuàng)新［１６－１８］。圖１．４是ＳＤＮ逡逑網(wǎng)絡(luò)虛擬化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，從圖可以看出，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化系統(tǒng)包含兩個(gè)主要逡逑組件：網(wǎng)絡(luò)虛擬化邋Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ邋（Ｎｅｔｗｏｒｋ邋Ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ邋Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ，邋ＮＶＨ）和虛擬逡逑網(wǎng)絡(luò)映射器。ＮＶＨ南向與物理網(wǎng)絡(luò)連接，北向與租戶控制器連接，從而實(shí)現(xiàn)底逡逑層網(wǎng)絡(luò)資源如拓?fù)�，帶寬資源的抽象和隔離，并提供給租戶使用，這樣各個(gè)租戶逡逑就可以在同一物理網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)邏輯上互相隔離的虛擬ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)［１９］。虛擬網(wǎng)路逡逑映射器則從ＮＶＨ獲得物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜土鞅碣Y源、帶寬資源等信息，然后根據(jù)特逡逑定的映射算法實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)到物理網(wǎng)絡(luò)的映射。這也是一個(gè)著名的虛擬網(wǎng)絡(luò)映逡逑射問題，即邋ＶＮＥ邋（Ｖｉｒｔｕａｌ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ邋Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ，邋ＶＮＥ）問題［２０］。逡逑ＮＶＨ位于租戶控制器和物理網(wǎng)絡(luò)之間的中間層，需要完成物理網(wǎng)絡(luò)的抽象，逡逑池化網(wǎng)絡(luò)資源

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳超;;網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用研究[J];網(wǎng)絡(luò)安全和信息化;2016年07期

2 袁建;張千;;5G超密集網(wǎng)絡(luò)虛擬化解決方案[J];電子技術(shù)與軟件工程;2018年17期

3 呂明;司群英;;芻議網(wǎng)絡(luò)虛擬化的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2017年29期

4 李劍鋒;;網(wǎng)絡(luò)虛擬化關(guān)鍵技術(shù)研究[J];電腦編程技巧與維護(hù);2017年03期

5 駱成蹊;;云計(jì)算中網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用探討[J];中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè);2017年20期

6 王鵬;;網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的促進(jìn)價(jià)值探討[J];信息與電腦(理論版);2017年17期

7 蔡建軒;李梅;;核心網(wǎng)絡(luò)虛擬化的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2014年36期

8 田曉棟;;網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)分析及其廣泛應(yīng)用[J];信息技術(shù)與信息化;2015年08期

9 劉志超;;云計(jì)算環(huán)境下基于收益優(yōu)化的數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)虛擬化研究[J];電子技術(shù)與軟件工程;2015年20期

10 易文平;;談網(wǎng)絡(luò)虛擬化安全[J];信息與電腦(理論版);2013年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 劉東升;;5G無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化演進(jìn)研究[A];面向5G的LTE網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會(huì)（2017）論文集[C];2017年

2 薛淼;朱斌;符剛;;移動(dòng)核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化研究與探討[A];2013年中國通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

3 張應(yīng)福;王穎;;虛擬化技術(shù)的引入與應(yīng)用[A];四川省通信學(xué)會(huì)2014年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

4 齊宇;;SDN安全研究[A];第31次全國計(jì)算機(jī)安全學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2016年

5 張卓筠;赫罡;高功應(yīng);;基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)能力開放方案研究[A];中國通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)2015年年會(huì)論文集[C];2015年

6 馬文;黃祖源;;基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)研究[A];物聯(lián)網(wǎng)與電力新技術(shù)——2014年云南電力技術(shù)論壇論文集[C];2014年

7 郭一飛;趙蓓蓓;劉素萍;陳綱;包洋;;網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)在氣象局的應(yīng)用[A];第32屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)S19 氣象信息化——機(jī)遇與挑戰(zhàn)[C];2015年

8 劉苗苗;;虛擬化技術(shù)在網(wǎng)管支撐系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];中國通信學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2009年

9 鄭亮;嚴(yán)彬;;SDN/NFV技術(shù)在海軍信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的應(yīng)用[A];中國造船工程學(xué)會(huì)電子技術(shù)學(xué)術(shù)委員會(huì)2017年裝備技術(shù)發(fā)展論壇論文集[C];2017年

10 李煥森;韋崇華;李志強(qiáng);崔建慧;;虛擬化技術(shù)在廣西煙草商業(yè)IT建設(shè)中的應(yīng)用前景[A];廣西煙草學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 郭濤;網(wǎng)絡(luò)虛擬化讓用戶更主動(dòng)[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2014年

2 《網(wǎng)絡(luò)世界》記者 李夏艷;網(wǎng)絡(luò)虛擬化的“實(shí)招”[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2013年

3 《網(wǎng)絡(luò)世界》記者 李夏艷;云計(jì)算浪潮下的網(wǎng)絡(luò)虛擬化[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2013年

4 ;關(guān)于網(wǎng)絡(luò)虛擬化的完備指南[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2013年

5 ;網(wǎng)絡(luò)虛擬化：美麗尚未流行[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2006年

6 中石油北京天然氣管道有限公司科技信息處 曹興;SDN距離國內(nèi)應(yīng)用還有多遠(yuǎn)？[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2014年

7 本報(bào)記者 李奕;網(wǎng)絡(luò)虛擬化需關(guān)注應(yīng)用性能可靠性[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2012年

8 本報(bào)記者 郭濤;SDDC：向存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)虛擬化宣戰(zhàn)[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2013年

9 趙曉濤;網(wǎng)絡(luò)虛擬化的化學(xué)反應(yīng)[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2009年

10 范范　編譯;規(guī)劃SDN[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 范博;無線網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

2 楊福濤;光傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

3 王魯晗;按需的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化框架及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

4 朱睿杰;多維資源光網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

5 朱強(qiáng);面向未來網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化資源管理架構(gòu)與映射方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2016年

6 楊洪波;高性能網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2012年

7 張順利;網(wǎng)絡(luò)虛擬化環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)資源分配與故障診斷技術(shù)[D];北京郵電大學(xué);2012年

8 孫曉川;未來網(wǎng)絡(luò)虛擬化資源管理機(jī)制研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

9 沈蒙;網(wǎng)絡(luò)虛擬化中的高效映射與流量管理研究[D];清華大學(xué);2014年

10 戴慶龍;接入網(wǎng)虛擬化融合組網(wǎng)技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃會(huì)柏;分布式協(xié)議無感知網(wǎng)絡(luò)虛擬化系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

2 何林寬;面向邊緣計(jì)算的光網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

3 郭楚怡;網(wǎng)絡(luò)虛擬化環(huán)境下基于內(nèi)容共享的無線資源管理研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

4 金斌武;基于OpenVirteX的光網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

5 辛遠(yuǎn)銘;SDN環(huán)境下虛網(wǎng)映射算法在網(wǎng)絡(luò)虛擬化中的應(yīng)用與改進(jìn)方案[D];北京郵電大學(xué);2018年

6 夏婷;無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

7 高呂煬;LTE網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

8 李雅軒;基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化的霧計(jì)算設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];天津大學(xué);2017年

9 蘇杭;網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺(tái)的研究和應(yīng)用開發(fā)[D];電子科技大學(xué);2016年

10 曹普;無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化過程的植入算法研究[D];南京郵電大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2823080