隨著Internet的發(fā)展,人們在承載數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與交換的硬件上添加了越來越多的技術(shù)元素,這一舉動使的硬件的負(fù)載逐漸加重,不僅在實施方面帶來了困難,也增加了網(wǎng)絡(luò)維護的難度,限制了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。為此,新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)SDN（Software Defined Networking）誕生解放了硬件,SDN作為一種新的網(wǎng)絡(luò)模式,使執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)與控制決策分離,簡化了網(wǎng)絡(luò)控制與管理,具有廣泛的應(yīng)用前景。此外,在數(shù)據(jù)增長的過程中,網(wǎng)絡(luò)能耗問題逐漸受到了大家的關(guān)注,目前人們在這一方面的研究并不多,主要是通過降低硬件設(shè)備能耗或者設(shè)計新的路由機制降低能耗。本課題首先通過研究SDN技術(shù)及減少能耗等相關(guān)技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,針對云計算數(shù)據(jù)中心中多種能耗特征網(wǎng)絡(luò)資源共存多種云計算服務(wù)共享網(wǎng)絡(luò)資源的現(xiàn)狀,引入SDN技術(shù),提出了虛擬網(wǎng)絡(luò)動態(tài)映射技術(shù),設(shè)計針對流量大小可自動切換路徑的系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中虛擬機之間通信有兩條路徑可供選擇,即光交換機和電交換機。通過對交換機的切換,實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)流量的整合,減少物理網(wǎng)絡(luò)資源的冗余浪費,從而達(dá)到優(yōu)化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能耗的目的。其次,使用Ping和Netperf兩個工具通過調(diào)節(jié)參數(shù)配置對系統(tǒng)進行切換測... 

【文章來源】：河北工程大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SDN架構(gòu)

定端到端連接狀態(tài)并計算往返時間。網(wǎng)絡(luò)測量是在不同的層上執(zhí)行的。應(yīng)用層的度量更適合于精確地測量應(yīng)用程序的性能。網(wǎng)絡(luò)層測量使用基礎(chǔ)設(shè)施組件（如路由器和交換機）來獲取統(tǒng)計信息。消息傳遞過程如圖3所示，虛擬交換機收到數(shù)據(jù)包后，會對其進行包頭解析，然后進行查表，從流表的第一個記錄開始依次查詢，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有匹配的流記錄時，交換機執(zhí)行相應(yīng)的動作，當(dāng)沒有匹配的流記錄時，將數(shù)據(jù)包通過安全信道發(fā)送packet-in消息給控制器，請求控制器對其作出相應(yīng)的指示，控制器再給交換機發(fā)送packet-out消息來反饋相應(yīng)的動作[24]。圖2-2OpenFlow交換機中的數(shù)據(jù)包處理流程Fig.2-2ThepacketprocessingprocessintheOpenFlowswitchOpenFlow協(xié)議定義的三種消息分別是異步消息、控制器到交換機的消息和對稱消息[1][25]。由圖2-3所示，異步消息是從交換機主動發(fā)送給控制器的消息，此類消息主要是由交換機發(fā)送告訴控制器自己發(fā)送的數(shù)據(jù)包是否發(fā)送成功以及自身變化和出現(xiàn)的錯誤等。這類消息包含的類型有很多種，其中Packet-in消息是交換機沒有找到匹配的流記錄或者未找到匹配指令時向控制器發(fā)送的命令消息。Flow-Removal消息指的是流清除消息，當(dāng)流消息過期時，交換機就會向控制器發(fā)送Flow-Removal消息對過期流進行清除。Port-Status消息是端口狀態(tài)消息，當(dāng)端口的狀態(tài)發(fā)生變化時，交換機對把新的端口狀態(tài)發(fā)送給控制器。Error消息是交換機發(fā)送錯誤時發(fā)送給控制器通報錯誤的消息�？刂破鞯浇粨Q機的消息正如名字一樣是由控制器發(fā)送給交換機的消息，此類

河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文12消息是控制器查看交換機狀態(tài)或?qū)粨Q機進行管理的消息。當(dāng)交換機收到此類消息時可以響應(yīng)也可以不響應(yīng)這類消息�？刂破鞯浇粨Q機的消息的子類型有很多，其中在建立TLS會話后，控制器會發(fā)送Features消息到交換機，待交換機收到此消息后必須做出回應(yīng)。Configuration消息是配置消息，也被成為布局消息，交換機不能自行配置，只有通過控制器的命令才能更改，控制器通過發(fā)送這種消息對交換機配置參數(shù)進行設(shè)置和查詢。Modify-State消息由控制器主動發(fā)出，通過此次增加、刪除、修改流表中的流記錄，也可以設(shè)置交換機端口的優(yōu)先級（ADD添加、MODIFY、DELETE刪除）。Read-State消息由控制器發(fā)出，用來讀取流表以及端口的流量信息。Send-Packet消息由控制器發(fā)送數(shù)據(jù)包給交換機的指定端口。Barrier消息是用來確定交換機是否接收到消息�？刂破骱徒粨Q機都可主動發(fā)出對稱消息，此類消息的子類型有echo消息、Hello消息等。其中echo消息若由交換機主動發(fā)出，控制器必須對該echo消息做出應(yīng)答反饋，反之亦然，通常使用此類消息傳輸延遲時間、帶寬以及控制器和交換機之間的�；钕ⅰ＝粨Q機和控制器建立連接后交換Hello消息。圖2-3OpenFlow接口與OpenFlow消息Fig.2-3OpenFlowinterfacewithOpenFlowmessage2.3控制器SDN控制器[25-27]是基于OpenFlow協(xié)議的SDN應(yīng)用程序，主要是負(fù)責(zé)流量的控制，并對交換機向哪里發(fā)送數(shù)據(jù)包下達(dá)指令。SDN控制器有很多種，其中最早提出來的控制器為NOX，該控制器是由斯坦福大學(xué)在2008年提出的，最早

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本文編號：3019719