基于OpenFlow的可控组播的研究与实现

发布时间：2019-09-17 03:34

【摘要】：在多媒体化、移动化、物联网和大数据的趋势下,当前的网络规模已经远超出了设计网络时的设想,当前传统网络,为了对网络进行管理,增加路由功能,出现了很多复杂的路由协议。然而,现行网络体系结构无法从根本上解决问题,与此同时,下一代互联网也在慢慢演进。Stanford的clean slate项目的最新研究成果OpenFlow提供了在真实网络环境中部署、测试,创新的网络体系和协议的平台,随着软件定义网络(Software Defined Network, SDN)的兴起,OpenFlow已经得到很多设备厂商如IBM,思科,NEC,HP, Netgear,华为等的支持,也在云计算,数据中心,网络安全等领域有了越来越广泛的应用和部署。组播一直是网络通信研究的重要课题,传统的IP组播是对互联网的“单播,尽力转发”模型的重要扩充,适用于在时间上具有集中性而在空间上具有分布性的应用。IP组播存在很多问题：所有路由器必须支持组播,必须为每个组播保存状态,扩展性差,不利于推广使用；用统一的模型来适应所有的应用,算法设计困难；组播组加入,退出和管理等开销很大；本论文的主要目的为研究如何利用OpenFlow技术的控制与数据转发分离的特点,设计并实现了新的组播组管理协议,并且结合OpenFlow能获取全局网络链路拓扑的特点,重点研究在OpenFlow网络中实现可控可认证的高效组播。论文首先对互联网以及组播的起源和发展做了介绍,并对发展中遇到的问题和挑战进行了分析,由此引出了对OpenFlow技术的研究,并对OpenFlow的起源、发展以及Floodlight控制器等关键技术做了详细的介绍；其次,对现有组播的组播组管理协议IGMP[13]和组播路由协议做出相关的研究,分析并总结了传统组播的优点以及需要改进之处,进一步分析OpenFlow网络中组播实现的方案；接下来,结合OpenFlow集中控制等特点,设计并实现了新的可认证的组播组管理协议,将传统的完全由路由器／交换机控制的报文转发过程转化为由具有OpenFlow功能的组播交换机和组播控制器来共同完成,从而实现基本的组播功能；然后,介绍Floodlight控制器的各个模块等关键技术,在其基础上完成了组播控制器的详细模块设计与实现,以及新的可认证的组播组管理协议；之后,通过实验对所提出的可认证的组播组管理协议进行了验证和分析。最后,对全文的工作作出总结,并分析了需要解决的问题和研究的不足之处,对未来的工作做出展望。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.02

【参考文献】