本文關(guān)鍵詞：基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層能力虛擬化方法設(shè)計與驗證

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【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架經(jīng)過多年的發(fā)展,逐漸從一個應(yīng)用范圍單一的專用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榘_萬象、連接世界的龐然大物。時至今日,互聯(lián)網(wǎng)用戶越來越豐富的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求以及爆發(fā)式增長的網(wǎng)絡(luò)流量與互聯(lián)網(wǎng)“老舊”構(gòu)架間的矛盾愈發(fā)明顯。 軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-Defined Networking,簡稱SDN)便是斯坦福大學(xué)的研究者針對這一問題的解答。經(jīng)過多年發(fā)展,軟件定義網(wǎng)絡(luò)的概念從簡單的實驗新型協(xié)議發(fā)展為控制轉(zhuǎn)發(fā)分離、軟硬件分離、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等一系列網(wǎng)絡(luò)能力軟化重構(gòu)的代名詞,它不僅是對舊問題的回答,更是對未來網(wǎng)絡(luò)組織形式的展望。 OpenFlow協(xié)議是軟件定義網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一,作為控制器與轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備間的橋梁,其現(xiàn)行的1.X版本僅支持三層以下的網(wǎng)絡(luò)控制,需要轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的智能支持,無法做到真正的控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離�？紤]到軟件定義網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計初衷及OpenFlow協(xié)議的潛力,將OpenFlow協(xié)議的控制范圍拓展至四層以上是完全可行的。 ZOpenFlow協(xié)議是筆者基于OpenFlow協(xié)議改進(jìn)而成,該協(xié)議以{“偏移量”,“長度”}定位機制為基礎(chǔ),數(shù)據(jù)包操作為工具,真正實現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備協(xié)議無感知以及智能最小化,達(dá)成了網(wǎng)絡(luò)中控制與轉(zhuǎn)發(fā)的分離。ZOpenFlow協(xié)議不僅更好的實現(xiàn)了軟件定義網(wǎng)絡(luò)的初衷,還為軟件定義網(wǎng)絡(luò)提供了一種基于“控制器決策,流表承載,轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備操作”模式的網(wǎng)絡(luò)功能實現(xiàn)方法。為驗證ZOpenFlow協(xié)議框架下的軟件定義網(wǎng)絡(luò),筆者通過對Pyretic控制器以及Open vSwitch轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進(jìn)行修改,在Mininet網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境中完成了基于ZOpenFlow協(xié)議的軟件定義網(wǎng)絡(luò)搭建。 筆者選取應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)作為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層能力的代表,不借助第三方設(shè)備,僅依靠ZOpenFlow協(xié)議機制在實驗環(huán)境中實現(xiàn)了應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)功能,并通過改造后的Mininet網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境對該功能的可行性及性能進(jìn)行了測試與評估,驗證了基于ZOpenFlow協(xié)議框架的軟件定義網(wǎng)絡(luò)對四層以上網(wǎng)絡(luò)功能的控制能力。
【關(guān)鍵詞】：軟件定義網(wǎng)絡(luò) OpenFlow 應(yīng)用層網(wǎng)關(guān) 虛擬化
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.04
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)面臨的問題9-10
• 1.1.2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展10-11
• 1.1.3 OpenFlow協(xié)議的實現(xiàn)與不足11-12
• 1.2 研究工作12-16
• 1.2.1 OpenFlow協(xié)議的改造13-14
• 1.2.2 基于拓展OpenFlow協(xié)議的ALG實現(xiàn)14-15
• 1.2.3 基于Mininet的實驗平臺搭建15
• 1.2.4 基于Mininet的ALG評測15-16
• 1.3 創(chuàng)新點16-17
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)17-19
• 第二章 SDN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及OpenFlow協(xié)議介紹19-25
• 2.1 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的理論與構(gòu)架19-21
• 2.1.1 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論與目標(biāo)19-20
• 2.1.2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 OpenFlow協(xié)議的功能與實現(xiàn)21-22
• 2.2.1 OpenFlow協(xié)議在軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的功能21-22
• 2.2.2 以O(shè)penFlow協(xié)議為基礎(chǔ)的“四元素”構(gòu)架22
• 2.3 相關(guān)工作22-25
• 2.3.1 協(xié)議獨立性轉(zhuǎn)發(fā)22-23
• 2.3.2 拓展軟件定義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架23-24
• 2.3.3 協(xié)議無感知轉(zhuǎn)發(fā)24-25
• 第三章 OpenFlow協(xié)議的改造與實現(xiàn)25-44
• 3.1 OpenFlow協(xié)議改造25-30
• 3.1.1 原協(xié)議實現(xiàn)方式25-26
• 3.1.2 改造目的26-27
• 3.1.3 改造方案設(shè)計27-30
• 3.2 控制器改造30-35
• 3.2.1 Pyretic介紹及使用方式說明30-32
• 3.2.2 改造目的32
• 3.2.3 具體改造方案32-35
• 3.2.3.1 PPOX原有功能的重編寫33-35
• 3.2.3.2 應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)輔助模塊35
• 3.3 交換設(shè)備改造35-40
• 3.3.1 Open vSwitch介紹36
• 3.3.2 改造目的36-37
• 3.3.3 具體改造方案37-40
• 3.3.3.1 數(shù)據(jù)包識別功能改造37-38
• 3.3.3.2 Open vSwitch包操作功能增強38-40
• 3.4 基于ZOpenFlow協(xié)議的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)40-44
• 3.4.1 傳統(tǒng)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方式40-41
• 3.4.2 基于ZOpenFlow協(xié)議的ALG過程41-44
• 第四章 測試環(huán)境的搭建與應(yīng)用44-59
• 4.1 Mininet介紹44-47
• 4.1.1 Mininet功能44-45
• 4.1.2 Mininet代碼結(jié)構(gòu)45-47
• 4.2 測試方案47-48
• 4.2.1 可行性測試47-48
• 4.2.2 性能測試48
• 4.2.3 壓力測試48
• 4.3 Mininet的改寫與插件編寫48-51
• 4.4 測試環(huán)境設(shè)計與搭建51-53
• 4.4.1 測試環(huán)境設(shè)計51-52
• 4.4.2 測試環(huán)境搭建52-53
• 4.5 測試過程53-56
• 4.5.1 可行性測試54
• 4.5.2 性能測試54-55
• 4.5.3 壓力測試55-56
• 4.6 測試結(jié)果56-59
• 第五章 結(jié)語59-61
• 5.1 工作總結(jié)59
• 5.2 未來工作的展望59
• 5.3 結(jié)束語59-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 致謝63-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 蔣培成;陳鳴;李兵;;OpenFlow軟交換機的性能測量[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年01期

2 吳許俊;王永利;;基于POX的軟件定義網(wǎng)絡(luò)的研究與實踐[J];計算機測量與控制;2013年12期

3 周燁;李勇;王芳;楊旭;蘇厲;金德鵬;曾烈光;;基于OpenFlow的網(wǎng)絡(luò)實驗平臺技術(shù)[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年11期

4 左青云;陳鳴;趙廣松;邢長友;張國敏;蔣培成;;基于OpenFlow的SDN技術(shù)研究[J];軟件學(xué)報;2013年05期

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本文編號：550101