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多域環(huán)境下網(wǎng)絡切片的設計與開發(fā)

發(fā)布時間:2020-05-28 01:07
【摘要】:隨著5G應用的普及,在多域網(wǎng)絡環(huán)境中,面臨著大量并行業(yè)務上線的情形和數(shù)據(jù)量大幅增長的需求,同時還需要保證端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?所以,如何統(tǒng)一控制和管理及如何更合理的分配物理資源是重要的問題;谲浖x網(wǎng)絡和網(wǎng)絡功能虛擬化技術的網(wǎng)絡切片技術,可以分離網(wǎng)絡控制與數(shù)據(jù)平面,為不同的業(yè)務需求靈活分配共享的虛擬化網(wǎng)絡服務資源,提高網(wǎng)絡可擴展性的同時,支持多種多租戶網(wǎng)絡業(yè)務的隔離。然而,考慮實際通信過程中有線、無線混合組網(wǎng)的復雜通信環(huán)境,更多不同的服務類型,多域網(wǎng)絡切片仍然面臨這網(wǎng)絡異構帶來的重要挑戰(zhàn)。本文基于多域異構網(wǎng)絡設計一種多域網(wǎng)絡切片框架,將網(wǎng)絡劃分為控制平面、切片平面和數(shù)據(jù)平面三個層次。在控制平面為不同業(yè)務邏輯分別生成對應的轉(zhuǎn)發(fā)邏輯,然后由切片平面根據(jù)網(wǎng)絡資源統(tǒng)計信息進行轉(zhuǎn)發(fā)邏輯的跨異構域整合與重構,形成數(shù)據(jù)平面轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則,最后交由數(shù)據(jù)平面的軟件交換機執(zhí)行并實現(xiàn)網(wǎng)絡切片。同時針對該框架設計提出一種實現(xiàn)方案,在控制平面基于Floodlight控制器進行擴展開發(fā),實現(xiàn)業(yè)務邏輯到轉(zhuǎn)發(fā)邏輯的映射過程。在切片平面,基于FlowVisor實現(xiàn)跨域網(wǎng)絡切片的按需分配與轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則的重構。在數(shù)據(jù)層面,基于軟件交換機實現(xiàn)切片流量的轉(zhuǎn)發(fā)與隔離。搭建有線、無線網(wǎng)絡混合的多域網(wǎng)絡仿真環(huán)境,分別測試基于帶寬需求的多域網(wǎng)絡切片劃分實驗和基于業(yè)務類型的多域網(wǎng)絡切片劃分實驗,驗證提出的多域網(wǎng)絡切片框架的可行性,切片之間的隔離性,可以滿足切片基本性能,使得網(wǎng)絡更具有彈性。
【圖文】:

架構,應用層,控制層,基礎設施


圖2-1SDN架構逡逑Figure邋2-1邋The邋architecture邋of邋SDN逡逑SDN架構如圖2-1所示,分為三個層面,分別是應用層、控制層和基礎設施逡逑層。應用層包含了可以體現(xiàn)用戶意圖的業(yè)務/應用程序,并提供了可編程接口?劐义希瑰义

模塊組成,內(nèi)核空間,用戶空間,進程


Figure邋2-2邋The邋module邋components邋and邋connections邋of邋OpenVSwtich逡逑Open邋vSwitch主要由位于用戶空間的ovsdb-server和ovs-vswitchd進程,,和位逡逑于內(nèi)核空間的數(shù)據(jù)路徑等多個模塊組成,如圖2-2所示。逡逑在SDN架構中,控制器將網(wǎng)絡拓撲和網(wǎng)絡功能轉(zhuǎn)換為OVS數(shù)據(jù)和逡逑OpenFlow規(guī)則,這些規(guī)則分別發(fā)送到ovsdb ̄server和ovs-vswitchd進程?梢酝ㄥ义线^邋ovs-ofctl邋dump ̄flow邋查看邋OpenFlow邋規(guī)則。逡逑位于內(nèi)核空間的OVS邋datapath負責網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。對于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流,第一逡逑個數(shù)據(jù)包到達OVS邋datapath。此時,數(shù)據(jù)路徑不轉(zhuǎn)發(fā)信息,也不知道如何完成轉(zhuǎn)逡逑發(fā)。接下來,OVSOVS邋datapath將查詢用戶空間中的ovs-vswitchd進程。ovs-逡逑vswitchd進程可以根據(jù)OpenFlow規(guī)則執(zhí)行匹配動作操作,即從一堆OpenFlow規(guī)逡逑則中匹配網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包對應的規(guī)則,并根據(jù)這些規(guī)則中的行動。實現(xiàn)了用戶空間和逡逑內(nèi)核空間的信息同步。逡逑與此同時
【學位授予單位】:北京交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:TN929.5

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本文編號:2684454

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