近年來,隨著網絡變得越來越復雜化,成千上萬網絡設備以不同的方式來修改和轉發(fā)數(shù)據包,執(zhí)行復雜的網絡功能,并導致了網絡的易錯。網絡驗證與測試領域已經越來越受到學術界的關注。當前的網絡急速發(fā)展,互聯(lián)網應用,互聯(lián)網服務急速增長,變的越來越復雜,對網絡的要求也同時越來越高,網絡也需要發(fā)展來適應當前環(huán)境的需要。軟件定義網絡（SDN）革新了傳統(tǒng)網絡,將傳統(tǒng)網絡中的控制層和數(shù)據層解耦,使得整個網絡可以集中式控制并編程,這簡化了網絡管理,也進一步推動了整個網絡驗證領域的發(fā)展。在數(shù)據層驗證與測試上,SDN使得實時網絡數(shù)據層驗證與測試更為方便與可行的同時,也要求數(shù)據層驗證與測試更高的實時更新處理效率。當前的研究在實時驗證與測試的實時更新效率上都有著瓶頸,并且難以擴展到多域或者多層級SDN網絡中去。本文首先提出了基于多終端二進制決策圖（MTBDD）的預處理工具Pre Checker,在高效動態(tài)劃分等價類的同時,檢測消除規(guī)則間的沖突,結合基于等價類的網絡驗證方法,使其更新效率進一步提高。其次,將MTBDD結構的頭空間等價類動態(tài)劃分方法引入到數(shù)據層測試中,提高了動態(tài)測試數(shù)據包生成效率。另外,本文設計了一個基于頭空... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

SDN(軟件定義網絡)的三層模型。

圖1-1 SDN(軟件定義網絡)的三層模型。1)匹配域,匹配域包含著確定一條流的具體信息(數(shù)據包頭域加上入端口),用來匹配進入到交換機的數(shù)據包,我們向匹配域填充數(shù)據來確定我們想要去控制的流,匹配域中存在著通配符選項來進一步對較粗粒度的流進行控制,但同時又產生了交叉控制的問題;

軟件定義網絡中,結構如圖1-4所示,分為數(shù)據層、控制層和應用層。數(shù)據層相關于轉發(fā)設備主要負責數(shù)據轉發(fā),提供可編程的流表,其中包含著下發(fā)的流實體規(guī)則。控制器位于控制層配置交換機,作為集中式控制的存在,主要承擔大量的計算和存儲任務,并且維護著全網視圖。應用層的應用則是頂層一個個的程序,允許用戶通過編程的方式定義整個網絡的行為。對比控制層,數(shù)據層的語義模型相對好理解,數(shù)據層反應了所有配置對整個網絡的結合影響。數(shù)據層不需要結合不同廠商的不同配置語言,或者通過多種多樣的動態(tài)協(xié)議來建模動態(tài)行為。在數(shù)據層上主要的就是轉發(fā)表及其形成的拓撲邏輯。當給定一個拓撲邏輯和數(shù)據層快照的時候,能通過邏輯公式來建模整個網絡并進行推導。接下來對要求檢測的不變量的定義邏輯公式進行推導驗證,就能得知所要求的不變量是否滿足正確性條件。不變量指定了網絡中轉發(fā)行為的正確性條件�？梢詸z測包括存在環(huán)路,數(shù)據包可達性問題和是否繞過某個交換機等問題。對于SDN網絡中的數(shù)據層驗證來說,和傳統(tǒng)網絡中的不同的地方在于數(shù)據的收集和驗證的階段。在傳統(tǒng)網絡中進行驗證,能通過SNMP來收集FIB的數(shù)據等。但在SDN網絡中就簡單多了,能直接從控制器本身獲得所有插入的規(guī)則,在規(guī)則下發(fā)之前就能獲得插入規(guī)則的數(shù)據,并在插入、修改或者刪除命令生效之前,提前進行驗證,問題規(guī)則就不會對真實基礎設施網絡造成不好的影響。


本文編號：3481819