本文關(guān)鍵詞：基于控制與數(shù)據(jù)分離的映射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起到了越來(lái)越重要的作用。然而隨著對(duì)網(wǎng)絡(luò)的功能需求不斷增加,互聯(lián)網(wǎng)在使用過(guò)程中暴露出了越來(lái)越多的問(wèn)題。為了解決現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)存在的嚴(yán)重弊端,國(guó)內(nèi)外提出了很多新型的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。由北京交通大學(xué)參與研究的國(guó)家973項(xiàng)目“一體化可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)體系基礎(chǔ)研究”提出了一種全新的互聯(lián)網(wǎng)模型,其將網(wǎng)絡(luò)分為接入網(wǎng)與骨干網(wǎng)兩部分,引入接入標(biāo)識(shí)和路由標(biāo)識(shí),通過(guò)其核心機(jī)制標(biāo)識(shí)的分離映射實(shí)現(xiàn)了身份與位置的分離,解決了IP雙重屬性的問(wèn)題,同時(shí)也改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的安全性和路由可擴(kuò)展性等。但是其中心控制能力比較弱,不能對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活的全局掌控。而控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面的分離,在大大減輕交換設(shè)備負(fù)擔(dān)的同時(shí)其控制平面又能感知全網(wǎng),便于進(jìn)行決策轉(zhuǎn)發(fā)和規(guī)劃路徑,不但簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)配置模式,還能靈活的控制網(wǎng)絡(luò)流量,增加了網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)的開(kāi)放性。本文依托實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目將OpenFlow的控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離機(jī)制融入到標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中,提出了一種基于控制與數(shù)據(jù)分離的映射系統(tǒng)。其既能通過(guò)分離映射機(jī)制來(lái)解決IP雙重屬性的問(wèn)題,又能通過(guò)OpenFlow技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制平面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面的分離,提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性、可控性和網(wǎng)絡(luò)資源利用率。首先,本文分析了領(lǐng)域內(nèi)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。之后對(duì)一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)分離映射機(jī)制和OpenFlow網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了概述,并提出了一種結(jié)合一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)分離映射機(jī)制和OpenFlow網(wǎng)絡(luò)的方法。隨后進(jìn)一步介紹了系統(tǒng)的主要功能實(shí)體轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備和中心控制器的設(shè)計(jì)方案。其次,本文對(duì)系統(tǒng)下的中心控制器和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備功能實(shí)體進(jìn)行了目標(biāo)分析和模塊劃分。主要對(duì)等級(jí)映射流程、分離映射流程與功能實(shí)體間的交互流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。(1)等級(jí)映射流程主要對(duì)等級(jí)映射表的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)及映射表的對(duì)外接口進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。提出了服務(wù)器資源等級(jí)和用戶訪問(wèn)等級(jí),通過(guò)等級(jí)匹配機(jī)制來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)資源訪問(wèn)的安全性；(2)分離映射流程主要對(duì)是接入標(biāo)識(shí)與路由標(biāo)識(shí)進(jìn)行映射,實(shí)現(xiàn)了身份與位置的分離,同時(shí)對(duì)分離映射表的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)、分離映射表的對(duì)外接口和RID地址池模塊進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)；(3)功能實(shí)體間的交互流程主要對(duì)融合系統(tǒng)的通信流程進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)。最后,本文搭建了基于控制與數(shù)據(jù)分離的映射系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境,然后對(duì)各模塊及流程進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)各模塊的基本功能,既實(shí)現(xiàn)了分離映射機(jī)制、等級(jí)映射機(jī)制又實(shí)現(xiàn)了控制平面與數(shù)據(jù)平面的分離。
【關(guān)鍵詞】：OpenFlow 分離映射機(jī)制 控制與數(shù)據(jù)分離 等級(jí)匹配 哈希表
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP393.02
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要工作和結(jié)構(gòu)14-17
• 2 一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)分離映射機(jī)制與OpenFlow網(wǎng)絡(luò)概述17-31
• 2.1 一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)分離映射機(jī)制概述17-19
• 2.2 OpenFlow網(wǎng)絡(luò)概述19-27
• 2.2.1 OpenFlow交換機(jī)20-25
• 2.2.2 OpenFlow控制器25-26
• 2.2.3 OpenFlow的通信通道26-27
• 2.3 一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)分離映射機(jī)制與Openflow網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合27-29
• 2.4 小結(jié)29-31
• 3 基于控制與數(shù)據(jù)分離的映射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31-51
• 3.1 需求分析及設(shè)計(jì)目標(biāo)31-32
• 3.2 通信流程設(shè)計(jì)32-35
• 3.3 控制器部分設(shè)計(jì)35-44
• 3.3.1 地址池模塊設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.2 等級(jí)映射模塊設(shè)計(jì)37-41
• 3.3.3 分離映射模塊設(shè)計(jì)41-44
• 3.4 接入轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備部分設(shè)計(jì)44-49
• 3.4.1 流表模塊設(shè)計(jì)44-47
• 3.4.2 接口模塊設(shè)計(jì)47-49
• 3.5 小結(jié)49-51
• 4 基于控制與數(shù)據(jù)分離的映射系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)51-69
• 4.1 系統(tǒng)的功能實(shí)體51-52
• 4.2 接入轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備與中心控制器連接實(shí)現(xiàn)52-54
• 4.3 控制器中等級(jí)映射流程的實(shí)現(xiàn)54-58
• 4.3.1 等級(jí)映射表的對(duì)外交互實(shí)現(xiàn)54-55
• 4.3.2 等級(jí)映射表存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)與維護(hù)55-56
• 4.3.3 等級(jí)匹配策略56-58
• 4.4 控制器中分離映射流程的實(shí)現(xiàn)58-63
• 4.4.1 RID地址池模塊實(shí)現(xiàn)58-60
• 4.4.2 分離映射表的對(duì)外交互實(shí)現(xiàn)60-61
• 4.4.3 分離映射表存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)與維護(hù)61-63
• 4.5 接入轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備與中心控制器交互實(shí)現(xiàn)63-67
• 4.5.1 接口判定及開(kāi)啟分離映射和等級(jí)映射實(shí)現(xiàn)63-64
• 4.5.2 等級(jí)映射模塊與分離映射模塊消息處理流程實(shí)現(xiàn)64-65
• 4.5.3 控制器雙向流表下發(fā)實(shí)現(xiàn)65-66
• 4.5.4 接入轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備流表功能添加實(shí)現(xiàn)66-67
• 4.6 小結(jié)67-69
• 5 測(cè)試與驗(yàn)證69-81
• 5.1 測(cè)試環(huán)境69-70
• 5.2 軟件安裝與配置70-71
• 5.3 系統(tǒng)功能測(cè)試71-79
• 5.3.1 接入轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備與控制器的連接功能測(cè)試71-73
• 5.3.2 接入轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備與控制器交互功能測(cè)試73-74
• 5.3.3 控制器等級(jí)映射和分離映射處理下發(fā)流表功能測(cè)試74-78
• 5.3.4 等級(jí)策略匹配機(jī)制的功能測(cè)試78-79
• 5.4 小結(jié)79-81
• 6 結(jié)論與展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-91
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集91

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