發(fā)布時(shí)間：2017-07-08 16:00

  本文關(guān)鍵詞：基于DPDK平臺(tái)的SDN控制器的研究與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： SDN 控制器 Intel DPDK 用戶空間 TCP/IP協(xié)議棧

【摘要】：SDN分離了網(wǎng)絡(luò)的控制平面和數(shù)據(jù)平面,它允許通過抽象底層物理網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行集中管理。隨著SDN大規(guī)模的部署和應(yīng)用,控制平面扮演著越來越重要的角色,在控制平面上進(jìn)行開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用不但給網(wǎng)絡(luò)提供了豐富的服務(wù),更是對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)督和管理并使其健康運(yùn)行的重要保障。處于SDN架構(gòu)控制平面的控制器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心,控制器的性能將影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。而當(dāng)前已經(jīng)成熟的眾多版本的控制器普遍存在性能較低問題,滿足不了大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的需求,因此控制器性能提升依然是急需解決的問題。本文的主要工作是分析和研究了主流開源控制器的性能,并且基于Intel DPDK設(shè)計(jì)了用戶空間協(xié)議棧,開發(fā)完成了基于DPDK的KNI組件的協(xié)議棧支持,完成了基于該平臺(tái)的SDN控制器。首先本文闡述了SDN控制器的研究現(xiàn)狀及其意義,并且在虛擬環(huán)境下搭建了主流開源控制器,然后對(duì)它們進(jìn)行延遲和吞吐量性能方面的測(cè)試,接著對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了研究分析,得出這種傳統(tǒng)的純粹基于內(nèi)核的TCP/IP協(xié)議棧的控制器已經(jīng)凸顯其吞吐量方面的不足,不能滿足SDN大規(guī)劃化的需求。其次本文設(shè)計(jì)了一種基于Intel公司數(shù)據(jù)平面開發(fā)包工具的SDN控制器方案,并給出了基于DPDK的用戶空間協(xié)議棧的設(shè)計(jì)模型,詳細(xì)分析了這一架構(gòu)的性能方面優(yōu)勢(shì),并著重對(duì)該協(xié)議棧的TCP協(xié)議模型進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本文最終開發(fā)實(shí)現(xiàn)了基于DPDK的KNI組件來完成TCP數(shù)據(jù)傳輸,這是在本文設(shè)計(jì)的用戶空間協(xié)議棧模型上借助內(nèi)核協(xié)議棧來完成TCP協(xié)議的支持。接著本文著重對(duì)控制器的整體框架及功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),并對(duì)控制器進(jìn)行了二層轉(zhuǎn)發(fā)模塊應(yīng)用的開發(fā),這使得控制器具有根據(jù)主機(jī)物理地址信息下發(fā)正確流表的能力。在測(cè)試中,本文對(duì)協(xié)議棧及控制器二層轉(zhuǎn)發(fā)模塊進(jìn)行了功能性的測(cè)試,最后對(duì)實(shí)現(xiàn)的控制器進(jìn)行了延遲和吞吐量方面的性能測(cè)試,并將之與主流開源控制器進(jìn)行比較分析,驗(yàn)證了基于DPDK平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的控制器的高效性。
【關(guān)鍵詞】：SDN 控制器 Intel DPDK 用戶空間 TCP/IP協(xié)議棧
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP332.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 縮略詞表12-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 課題背景及意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容和論文結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 相關(guān)技術(shù)介紹17-33
• 2.1 SDN技術(shù)17-24
• 2.1.1 SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)介紹17-18
• 2.1.2 SDN架構(gòu)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)比18-20
• 2.1.3 Openflow協(xié)議20-24
• 2.2 高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)技術(shù)24-30
• 2.2.1 Linux網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)技術(shù)24-28
• 2.2.2 DPDK技術(shù)28-30
• 2.3 TCP/IP協(xié)議棧30-32
• 2.3.1 TCP/IP簡(jiǎn)介30
• 2.3.2 TCP/IP模型30-32
• 2.4 Mininet32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 控制器研究及協(xié)議棧設(shè)計(jì)33-48
• 3.1 SDN架構(gòu)下設(shè)備特點(diǎn)研究33-35
• 3.1.1 SDN架構(gòu)下基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備特點(diǎn)33-34
• 3.1.2 控制器特點(diǎn)研究34-35
• 3.2 開源控制器及其性能研究35-44
• 3.2.1 基于內(nèi)核協(xié)議棧的控制器研究及性能測(cè)試工具原理35-39
• 3.2.2 開源控制器性能研究39-44
• 3.3 用戶空間協(xié)議棧設(shè)計(jì)44-47
• 3.3.1 TCP協(xié)議格式44-45
• 3.3.2 基于DPDK的用戶空協(xié)議�？傮w設(shè)計(jì)45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 協(xié)議棧模塊及控制器二層轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)48-62
• 4.1 基于KNI的協(xié)議棧模塊實(shí)現(xiàn)48-53
• 4.1.1 內(nèi)核網(wǎng)卡接.應(yīng)用與內(nèi)核協(xié)議棧關(guān)系48-49
• 4.1.2 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)49-50
• 4.1.3 內(nèi)核網(wǎng)卡接.應(yīng)用實(shí)現(xiàn)50-53
• 4.2 控制器總體架構(gòu)53-56
• 4.2.1 控制器層次架構(gòu)53-55
• 4.2.2 控制器功能框架55-56
• 4.3 控制器二層轉(zhuǎn)發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)56-61
• 4.3.1 二層轉(zhuǎn)發(fā)模塊下發(fā)流表項(xiàng)56-57
• 4.3.2 二層轉(zhuǎn)發(fā)模塊重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)57-59
• 4.3.3 二層轉(zhuǎn)發(fā)功能實(shí)現(xiàn)59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 系統(tǒng)測(cè)試與性能分析62-74
• 5.1 測(cè)試環(huán)境62
• 5.1.1 測(cè)試硬件配置62
• 5.2 協(xié)議棧測(cè)試62-66
• 5.2.1 測(cè)試環(huán)境62-63
• 5.2.2 測(cè)試步驟63-64
• 5.2.3 測(cè)試結(jié)果64-66
• 5.3 二層轉(zhuǎn)發(fā)模塊測(cè)試66-70
• 5.3.1 測(cè)試環(huán)境66
• 5.3.2 測(cè)試步驟66-67
• 5.3.3 測(cè)試結(jié)果67-70
• 5.4 控制器性能測(cè)試及對(duì)比分析70-73
• 5.4.1 測(cè)試環(huán)境70
• 5.4.2 測(cè)試步驟70-71
• 5.4.3 測(cè)試結(jié)果分析71-73
• 5.5 本章小節(jié)73-74
• 第六章 結(jié)束語74-76
• 6.1 本文總結(jié)74
• 6.2 工作展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 研究生期間的研究成果79-80

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 吳宇文;基于OpenFlow的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡算法的研究與設(shè)計(jì)[D];華東師范大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：535225