当前位置:主页 > 管理论文 > 移动网络论文 >

基于软件定义网络的STP和RIP协议的研究与实现

发布时间:2018-04-21 08:55

  本文选题:软件定义网络 + OpenFlow ; 参考:《山东大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着互联网行业的迅猛发展,云计算、大数据也随之兴起,从而导致了对数据中心通信能力的需求大幅提升。在信息爆炸的网络时代,传统网络在通信性能与维护便捷性上已经到达了瓶颈,用传统网络来带动互联网时代的发展也已显得捉襟见肘。特别是在巨型的数据中心中,大量的服务器与网络设备的构成使得对数据中心的维护与管理变得极为困难,传统网络在这种情况下暴露出了它已经无法完全满足时代发展需求的特性。为应对当前传统网络所拥有的一些弊端,本文在研究了软件定义网络(SDN)这种新型的网络架构后发现,采用SDN这种新型网络架构可以很好地解决当前所面临的这些困境,可以通过SDN将网络的控制与转发分离,实现了网络的管理便捷化,也有效地提高了转发的速率。另外,SDN通过开放的北向接口使得今后运营和管理SDN网络的人员能方便地获取网络运行状态信息,并且能够方便地通过软件来实现新协议及新业务的部署,极大地简化了网络运维的难度。所以本文就是利用SDN的这些特性来解决当今互联网数据中心所面临的维护管理复杂和通信能力需求不足的问题。鉴于传统网络已经占据了所有的用户群,而SDN还属于研究发展阶段,不具有非常广泛的普适性,所以SDN网络将在很长的一段时间内与传统网络共存。为实现SDN网络与传统网络互通,需要在SDN架构上能对传统的网络架构的协议进行解析,互联互通。由于SDN网络中,控制与转发分离的特性,使得SDN交换机不能对传统的IP数据包进行解析并对其进行操作,只能由控制器对其进行解析,并对SDN交换机下发流表指导交换机的行为。所以为了实现SDN网络与传统网络能够互联互通,就需要在SDN控制器端能实现传统网络中的二层交换和三层路由功能。为解决在SDN交换网络中交换机连接形成环路可能发生的广播风暴,本文采用了 STP协议来解决这个问题。STP协议旨在交换机构成的网络中消除网络环路,避免广播造成的网络风暴,并在链路出现问题时还可提供备份链路。另外,为了提高网络转发效率和带宽利用率,本文在研究三层路由的过程中采用RIP协议的方法通过链路跳数来计算出最短转发路径来提高网络的性能。本文选择STP和RIP这两个比较具有代表性的二层交换和三层路由协议进行了研究、设计与实现。本文在控制器中基于OpenFlow协议对STP与RIP进行了设计与实现,使得在SDN网络中控制器能解析一般交换机发送的封包,实现STP和RIP协议,也可在纯SDN网络中,完成STP和RIP的实现。在SDN架构下,所有的协议的实现都由控制器完成,而交换机只负责数据的转发,这样就使得实现STP和RIP的开销较传统网络而言大幅减少。本文通过现行的开源控制器RYU对基于SDN网络的STP协议和RIP协议做出了开发。最后,本文脱离虚拟模拟平台,采用SDN物理交换机进行验证平台的搭建,对本文的设计进行了实验与验证。实验结果表明,本文的设计及思路是有效且可行的,在SDN网络中能很好地运行传统网络的STP和RIP协议,避免网络风暴的生成,保障拓扑稳定,通过RIP计算最短转发路径,能提高网络转发效率。
[Abstract]:With the rapid development of the Internet industry, cloud computing and large data are also rising, which leads to a large increase in the demand for communication capability of the data center. In the era of information explosion, the traditional network has reached the bottleneck in communication performance and maintenance convenience, and the development of the Internet era with an integrated network has also appeared to appear. In a huge data center, in particular, a large number of servers and network devices make it difficult to maintain and manage the data center. In this case, the traditional network exposes the characteristics that it is unable to fully meet the needs of the development of the times. After studying the new network architecture of software defined network (SDN), this paper finds that the new network architecture using SDN can solve these difficulties very well. The control and forwarding of network can be separated by SDN, the management of network is convenient, and the rate of forwarding can be improved effectively. In addition, SDN passes through the network. The open north interface makes the people in the future operation and management of the SDN network easy to obtain the information of the network running state, and can easily realize the new protocol and the deployment of new services through the software, which greatly simplifies the difficulty of the network operation and maintenance. So this paper uses these features of SDN to solve the current Internet data. In view of the complexity of maintenance management and lack of demand for communication ability, in view of the fact that the traditional network has occupied all the user groups, and SDN is still in the stage of research and development, it does not have a very broad universality, so the SDN network will coexist with the traditional network for a long time. In order to realize the intercommunication between the SDN network and the traditional network, The protocol of the traditional network architecture needs to be parsed and interconnected in the SDN architecture. Because of the separation of control and forwarding in the SDN network, the SDN switch can not parse and operate the traditional IP packet, and can only analyze it by the controller, and guide the switch to the flow table of the SDN switch. So in order to interconnect the SDN network with the traditional network, it is necessary to implement the two layer switching and three layer routing functions of the traditional network at the SDN controller end. In order to solve the broadcast storm that may occur in the loop connection of the switch network in the SDN switching network, this paper uses the STP protocol to solve the.STP protocol of this problem. In order to eliminate the network loop in the network composed of switches, avoid the network storm caused by broadcasting, and provide a backup link when the link appears, in order to improve the network forwarding efficiency and bandwidth utilization, this paper uses the link hop count to calculate the shortest forwarding in the study of the three layer routing in the process of the study of the three layer routing. In this paper, two representative two layer switching and three layer routing protocols, such as STP and RIP, are studied, designed and implemented. In this paper, STP and RIP are designed and implemented based on OpenFlow protocol in the controller, so that the controller can parse the packets sent by the general switch in the SDN network. The implementation of the STP and RIP protocols can also complete the implementation of STP and RIP in a pure SDN network. Under the SDN architecture, the implementation of all protocols is completed by the controller, and the switch is only responsible for the forwarding of data. This makes the overhead of realizing STP and RIP substantially less than the traditional network. In this paper, the present open source controller RYU is based on the SDN network. The STP protocol and the RIP protocol have been developed. Finally, this paper, from the virtual simulation platform, uses the SDN physical switch to build the verification platform, and experiments and verifies the design of this paper. The experimental results show that the design and thought of this paper are effective and feasible, and the STP and RIP of the traditional network can be well run in the SDN network. The protocol avoids the generation of network storm, guarantees topology stability, and calculates the shortest forwarding path through RIP, which can improve network forwarding efficiency.

【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP393.0

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 余晓永;张倩;;网络行为特征的分析与研究[J];科技信息;2009年29期

2 孙凯;;青海省地震局网络优化及技术应用[J];高原地震;2008年03期

3 ;网络小词典[J];农村电气化;1997年07期

4 荣曼生;郭兆宏;;校园无线网络的构建及其在教学中的应用[J];中国电化教育;2005年10期

5 ;网络层防毒——防毒技术的新变革[J];中国金融电脑;2006年03期

6 唐寅;王蔚然;;可编程网络计算模型与体系结构[J];计算机科学;2001年09期

7 赵卫栋;给校园一片绿色健康的网络空间[J];信息安全与通信保密;2004年11期

8 ;应用交付网络——为应用与网络搭建高架桥[J];金融电子化;2008年10期

9 周雪;;802.11n出台——迎接网络无缝对接时代[J];信息安全与通信保密;2009年11期

10 ;网络小词典[J];农村电气化;1997年01期

相关会议论文 前10条

1 黄东晖;林宇;金跃辉;程时端;;包的重排序及对网络和应用性能影响的研究[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2003年年会论文集[C];2003年

2 李少勇;卢泽新;张晓哲;;一种面向企业的用户与网络分离的新型网络编址技术[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年

3 黄东晖;金跃辉;林宇;程时端;;将VoIP应用性能参数映射到网络层[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2003年年会论文集[C];2003年

4 陈栋;李文耀;程雯;;光网络的发展与挑战[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年

5 周鸣;常霞;;基于3G网络的增值业务系统的安全防护策略[A];2010年全国通信安全学术会议论文集[C];2010年

6 刘仲平;董志;;浅谈VLAN在网络中的实际运用[A];第十五届全国煤矿自动化学术年会和中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会学术会议论文集[C];2005年

7 黄翠仙;;厦门市气象局网络的VLAN设计[A];2005年泛珠三角气象学术研讨会论文选集[C];2005年

8 徐建锋;;顺势而为,实现向IPv6的有序过渡[A];下一代互联网与应用研讨会论文集[C];2011年

9 王文栋;周亚建;周景贤;;Ad hoc网络RERR消息攻击及仿真研究[A];第九届中国通信学会学术年会论文集[C];2012年

10 郭少华;贾逵;徐惠民;;一种融合WLAN和Cellular IP的移动IP网络[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前10条

1 杨文清 马腾;如何搜集民事诉讼网络证据[N];榆林日报;2011年

2 亚信公司应用咨询部 韩少云;运用网络技术 分析网络业务[N];中国高新技术产业导报;2000年

3 张彤;网络简化后的性能[N];网络世界;2009年

4 北京中创信测科技股份有限公司 韩冰;中创信测:全面监测构建高性能的3G网络[N];通信产业报;2005年

5 杨虹;有一种网络帮助油田实现多点集中管理[N];中国石化报;2007年

6 本报特约撰稿 宋瑾 李洋;网络优化常用技法[N];计算机世界;2009年

7 本报记者 那罡;以“宽松”模式管理大学网络[N];中国计算机报;2010年

8 《网络世界》记者 蒙克;开放网络热浪袭人[N];网络世界;2014年

9 Cache Flow公司 李峰;您的网络能否有效管理?[N];中国计算机报;2001年

10 电脑虎;网络大厦的互联基础 ——TCP/IP协议[N];中国电脑教育报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 胡骞;以内容为中心的网络中缓存技术的若干问题研究[D];北京邮电大学;2015年

2 方超;信息中心网络绿色节能机制研究[D];北京邮电大学;2015年

3 赵君;异构无线网络中多维资源优化策略研究[D];北京邮电大学;2015年

4 许岗;机会网络中非稳态社会关系演化与社团划分[D];内蒙古大学;2016年

5 尹星;网络移动性支持关键技术研究[D];东南大学;2016年

6 文坤;降质攻击及其防范研究[D];清华大学;2015年

7 冯涛;软件定义网络(SDN)网络管理关键技术研究[D];清华大学;2015年

8 马丁;可重构网络中端到端模型及其关键技术研究[D];郑州大学;2016年

9 杨云云;面向复杂网络可控性的若干关键问题研究[D];太原理工大学;2017年

10 朱世佳;一体化标识网络绿色节能关键技术研究[D];北京交通大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 李伟婵;基于超网络的企业微博粉丝兴趣挖掘[D];华南理工大学;2015年

2 周捷;基于无线网络的LED显示屏远程升级[D];南京大学;2015年

3 鲍东晖;IP over WDM网络的能耗优化算法研究[D];深圳大学;2015年

4 侯文哲;基于状态感知的网络优化控制研究[D];郑州大学;2015年

5 李广荣;基于NS-3的虚实网络结合系统的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 刘舜;基于Opendaylight的SDN框架在POTN网络的设计与实现[D];电子科技大学;2015年

7 罗颖;基于CRAHNs网络的传输层通信质量提升策略研究[D];西南科技大学;2015年

8 李晓楠;认知Ad Hoc网络可靠路由技术[D];电子科技大学;2014年

9 苏永海;基于特殊网络的路由器关键技术设计和实现[D];电子科技大学;2014年

10 吴静;IP网络中绿色节能权重设计研究[D];电子科技大学;2015年



本文编号:1781749

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/1781749.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户8158f***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com