本文關(guān)鍵詞：一種高可擴(kuò)展的SDN分布式控制平面的研究與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： SDN 控制器 分布式 集群 可擴(kuò)展性 ZooKeeper 負(fù)載均衡

【摘要】：SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新和快速演進(jìn),越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)開始采用SDN技術(shù)部署網(wǎng)絡(luò)。在SDN網(wǎng)絡(luò)中,控制器負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中化的控制,是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心,一旦控制器在性能或安全性上得不到有效保障,隨即而來(lái)的就是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力降級(jí)甚至全網(wǎng)癱瘓。此外,從組網(wǎng)角度看,單一控制器也無(wú)法應(yīng)付跨多個(gè)區(qū)域的SDN網(wǎng)絡(luò)問題。因此,單點(diǎn)控制器部署SDN網(wǎng)絡(luò)的方式存在著性能、可靠性以及可擴(kuò)展性等方面的問題,無(wú)法應(yīng)對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。對(duì)此,需要采用多控制器協(xié)調(diào)部署的方式以提高控制平面的性能、可靠性以及可擴(kuò)展性,本文基于分布式、集群、以及負(fù)載均衡的思想,給出了一種高度可擴(kuò)展的SDN控制平面架構(gòu)。從分布式技術(shù)角度看,由于控制器在SDN網(wǎng)絡(luò)中具有天然的的集中控制特性并掌控著全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息,確保各控制器的全網(wǎng)信息一致性顯得尤為重要。所以,對(duì)于所給出的控制平面架構(gòu)來(lái)說,最關(guān)鍵的部分在于解決好控制器之間的協(xié)作問題。本文在ZooKeeper提供的原子操作基礎(chǔ)上進(jìn)行功能封裝,設(shè)計(jì)了控制器成員管理、群組管理、事件通報(bào)以及數(shù)據(jù)共享等功能用以管理好各控制器,確保網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的一致性。此外,還研究了在平面中使用由OpenFlow交換機(jī)和控制器構(gòu)建的負(fù)載均衡器,靈活動(dòng)態(tài)地應(yīng)用負(fù)載均衡算法,以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的整體處理能力,進(jìn)而進(jìn)一步提高系統(tǒng)擴(kuò)展性。最后通過模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案的可行性,該方案能夠在保證性能的前提下,具有良好的可靠性和可擴(kuò)展性。
【關(guān)鍵詞】：SDN 控制器 分布式 集群 可擴(kuò)展性 ZooKeeper 負(fù)載均衡
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP393.02
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 研究背景和意義14-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)工作的研究16-21
• 1.2.1 可擴(kuò)展的控制平面研究思路16-18
• 1.2.2 相關(guān)研究方案18-21
• 1.3 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.4 論文組織22-23
• 第二章 相關(guān)工作綜述23-40
• 2.1 OpenFlow技術(shù)23-26
• 2.2 控制器26-29
• 2.2.1 控制器工作模式27
• 2.2.2 控制器的性能評(píng)價(jià)與測(cè)試27-28
• 2.2.3 Floodlight控制器28-29
• 2.3 集群技術(shù)29-33
• 2.3.1 集群的簡(jiǎn)介29-30
• 2.3.2 集群技術(shù)的分類30-31
• 2.3.3 存儲(chǔ)方式31-32
• 2.3.4 控制器集群的關(guān)鍵問題分析32-33
• 2.4 負(fù)載均衡技術(shù)33-37
• 2.4.1 負(fù)載均衡算法的分類33-34
• 2.4.2 動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制34-35
• 2.4.3 基于OpenFlow的負(fù)載均衡研究35-37
• 2.5 分布式技術(shù)37-39
• 2.5.1 分布式技術(shù)的特點(diǎn)37-38
• 2.5.2 分布式控制平面特性分析38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 第三章 基于Zookeeper的分布式控制平面40-54
• 3.1 ZooKeeper40-43
• 3.1.1 ZooKeeper簡(jiǎn)介40
• 3.1.2 ZooKeeper的工作原理40-43
• 3.2 控制平面總體架構(gòu)設(shè)計(jì)43-45
• 3.3 Zookeeper集群管理功能設(shè)計(jì)45-49
• 3.3.1 集群成員管理46-47
• 3.3.2 群組管理47-48
• 3.3.3 Leader選舉48-49
• 3.3.4 集群事件通知49
• 3.4 數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)49-50
• 3.4.1 實(shí)時(shí)同步49-50
• 3.4.2 數(shù)據(jù)恢復(fù)50
• 3.5 集群與組的配置50-51
• 3.6 關(guān)鍵問題的分析51-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 第四章 基于OpenFlow的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)54-60
• 4.1 基于OpenFlow的控制器負(fù)載均衡架構(gòu)54-56
• 4.1.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)54-56
• 4.1.2 可擴(kuò)展性分析56
• 4.2 監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)56-58
• 4.2.1 負(fù)載評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)56-57
• 4.2.2 動(dòng)態(tài)負(fù)載信息獲取57-58
• 4.3 決策模塊設(shè)計(jì)58-59
• 4.3.1 決策算法58-59
• 4.3.2 流表管理模型59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 實(shí)驗(yàn)與分析60-65
• 5.1 測(cè)試環(huán)境60
• 5.2 系統(tǒng)可靠性分析60-61
• 5.3 性能測(cè)試與分析61-63
• 5.4 負(fù)載均衡效果測(cè)試63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 論文總結(jié)65
• 6.2 論文展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況70-71

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