本文關(guān)鍵詞：基于多控制器的SDN一致性機制研究

  更多相關(guān)文章： 軟件定義網(wǎng)絡(luò) 邏輯一致性 控制平臺 擴展性 開棧

【摘要】：TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今世界使用最廣泛的聯(lián)網(wǎng)技術(shù),隨著云計算、虛擬化等新型應(yīng)用的興起,IP網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性很難適應(yīng)這些應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的要求。在這種背景下,研究者提出了SDN的概念,核心思想是控制—轉(zhuǎn)發(fā)分離,并通過南向接口抽象物理設(shè)備,實現(xiàn)集中管理控制;還提供北向接口供應(yīng)用層調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源,從而支持新應(yīng)用快速開發(fā)和部署,為應(yīng)用層創(chuàng)新提供可能。可是SDN的集中式架構(gòu)也存在著性能低下、控制復(fù)雜、邏輯不一致甚至單點故障等問題。論文基于集群技術(shù)、分布式技術(shù)思想,采用控制平面擴展方案和階段性的一致性更新算法,解決了SDN集中式控制架構(gòu)無法適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)擴展性差以及可能存在的邏輯一致性問題。論文結(jié)合OpenContrail擴展平臺,較為深入的研究了SDN控制平面擴展中的關(guān)鍵問題;所提出的一致性規(guī)則算法簡潔且高效,能夠解決多控制器架構(gòu)中的一致性問題從而能夠適應(yīng)SDN規(guī)模的擴張;最后結(jié)合實際開發(fā)工作,和OpenStack開源云平臺進行集成和驗證分析,這對SDN的部署以及實際應(yīng)用問題具有積極意義。論文在對當(dāng)前業(yè)界中主流的控制器進行分析比較之后,通過OpenContrail平臺,對控制平面擴展中的關(guān)鍵問題展開分析討論;接著提出了一種設(shè)計算法,算法依據(jù)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化的特定事件,階段性同步更新控制節(jié)點,它具有通用性強、可靠性高、實現(xiàn)高效等優(yōu)點。作者讀研期間參與了中電集團企業(yè)級課題的開發(fā)、編碼設(shè)計、實現(xiàn)等工作,這也是本論文的基礎(chǔ)�；趯嶋H開發(fā)工作,通過OpenContrail擴展平臺對多控制器架構(gòu)中轉(zhuǎn)發(fā)平面、控制節(jié)點、節(jié)點間通信與同步、節(jié)點活性檢測、引流等關(guān)鍵特性展開分析,并在此基礎(chǔ)上提出邏輯一致性算法;論文最后分析了SDN和云計算之間的關(guān)系以及OpenContrail在云環(huán)境中所扮演的角色,并通過與實際開發(fā)云平臺OpenStack進行集成、驗證分析,主要驗證了節(jié)點之間報文同步,一致性更新過程;最后對比了單一架構(gòu)和擴展平臺的處理效率問題并進行詳細(xì)總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：軟件定義網(wǎng)絡(luò) 邏輯一致性 控制平臺 擴展性 開棧
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.02
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.1.1 IPv4網(wǎng)絡(luò)的局限性11
• 1.1.2 云計算業(yè)務(wù)的興起11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 SDN技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化工作15-16
• 1.3 課題來源及研究內(nèi)容16-18
• 第2章 SDN核心技術(shù)18-28
• 2.1 概念和架構(gòu)18-20
• 2.1.1 ONF SDN體系結(jié)構(gòu)18-20
• 2.1.2 基本特征20
• 2.2 OpenFlow協(xié)議20-23
• 2.3 北向接口技術(shù)23-25
• 2.3.1 LLDP協(xié)議24-25
• 2.3.2 規(guī)則生成和下發(fā)25
• 2.4 SDN所面臨的挑戰(zhàn)25-26
• 2.5 云中SDN技術(shù)26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 控制器擴展性研究28-42
• 3.1 現(xiàn)有控制器設(shè)計方案28-31
• 3.1.1 集中控制器28-29
• 3.1.2 東西向擴展技術(shù)29-31
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)建模31-32
• 3.3 擴展性分析與設(shè)計32-41
• 3.3.1 可擴展性需求32-33
• 3.3.2 OpenContrail控制器33-35
• 3.3.3 MASTER/SLAVE連接35-36
• 3.3.4 節(jié)點通信與同步36-39
• 3.3.5 活性檢測39
• 3.3.6 存儲、引流和其他要點39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 邏輯一致性算法42-50
• 4.1 一致性問題分析42-43
• 4.2 更新算法43-45
• 4.2.1 信息歸類44
• 4.2.2 上傳受影響數(shù)據(jù)包44-45
• 4.2.3 完成更新45
• 4.3 正確性證明45-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 實驗分析50-60
• 5.1 OpenStack云平臺與SDN集成50-51
• 5.2 網(wǎng)絡(luò)部署51-54
• 5.3 測試分析54-59
• 5.3.1 報文同步與分析54-55
• 5.3.2 更新規(guī)則55-57
• 5.3.3 響應(yīng)速率57
• 5.3.4 性能問題及分析57-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單65-66
• 致謝66

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本文編號：712434