基于OVS的SDN可靠性研究
[Abstract]:The definition of network by SDN (Software Defined Networking, software has become one of the important directions of network development in the future. The core idea is to realize the separation of control and forwarding and open programmability. And continuously optimizing and reconstructing the existing network. SDN reliability problem is one of the core problems in the development of SDN. Its goal is to minimize the network performance impact caused by the network failure in the inevitable network failure. In the existing research of SDN reliability, there are many challenges such as long gap period of fault communication, diversification of fault causes, inter-domain reliability and reliability of fault recovery information update. After deeply analyzing the shortcomings and challenges in the existing research work, this paper takes the OVS (Open vSwitch, software switch, which is widely used in the current data center and other SDN scenarios, as the foundation of the architecture. Finally, the SDN reliability solution based on OVS is formed. The main innovation of this paper is as follows: 1) A new reliability mechanism in SDN domain based on OVS is proposed. In this paper, we extend the OpenFlow connection state matching domain to realize the state matching function of the data packet in different connection states of the control link, so that the switch can quickly perceive the fault and switch smoothly to the disaster preparedness state in time. In this paper, we extend the self-learning action in OpenFlow, not only carry out some basic learning and forwarding functions efficiently at the data level, reduce the load and delay of the controller, but also guarantee the basic communication function of the network in the scenario where the controller is not available. This scheme not only improves the network reliability in SDN domain, but also creatively designs in line with the SDN idea, keeping the expansibility and flexibility of SDN. 2) A OVS based interdomain reliability mechanism for SDN is proposed. Based on the state matching mechanism designed in the domain, the forwarding mechanism and control cooperation mechanism are also designed in this paper. Using these mechanisms, this paper proposes an information update guarantee mechanism for fault recovery based on OVS from the two dimensions of data packet entry and outfield, and skillfully solves the packet cross-domain reliability problem in the failure scenario of SDN controller. In this paper, from the two levels of controller information update and switch information update, the flow table after fault recovery is solved by using the designed information update safeguard mechanism. In order to prove the feasibility of the design scheme, this paper modulates each mechanism based on OVS, and describes its implementation idea in detail. In order to evaluate the performance of the controller, a number of experiments are carried out to verify and analyze the performance. The experimental results show that the failover time of the controller is maintained at the 100ms level when the controller fails, whether within or between domains. Low packet loss rate and relatively stable throughput. Therefore, compared with the traditional scheme, the proposed scheme can greatly reduce the network impact caused by the non-availability of controller and improve the network reliability of SDN.
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP393.0
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,本文编号:2260936
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