网络组件状态感知及管理系统的设计与实现

发布时间：2017-04-04 22:11

  本文关键词：网络组件状态感知及管理系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对现有网络在资源利用率、能耗、网络安全、可拓展性等方面的弊端,北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室提出了能够实现资源动态适配的智慧协同网络体系。随着近年来对网络可控可管性要求的不断提高,网络组件状态感知及管理正受到越来越多网络管理者和研究人员的重视。在智慧协同网络中,为充分匹配上层服务需求和下层网络资源,实现资源动态适配和协同调度,更需要对网络组件的状态进行动态感知和管理。一方面,当新的服务请求到来时,能够根据组件状态,在网络中选择合理的网络族群及其内部组件来提供智慧化的服务；另一方面,当网络状况出现变化时,能够及时进行组件行为的动态调整,以保证网络性能最优和服务质量。为此,本文设计并实现了一套适用于智慧协同网络体系的组件状态感知及管理系统,对网络组件的端口状态信息、链路性能信息、数据流量信息等进行分布式动态感知；对智慧协同网络下的各类标识信息(服务标识SID、用户标识NID、域间路径标识PID)进行相应的数据统计;按照网络中心资源管理器RM下发的动态策略,在不同的网络组件上可定制化地进行网络的状态感知工作：并且有一套基于智慧协同网络基本协议的通信机制,能够完成对网络组件的数据采集、状态通告、故障申告、策略下发等一系列动作。首先,本文简要阐述了现有互联网的弊端,提出了智慧协同网络体系架构,以及智慧协同网络对组件状态感知及管理方面的需求。针对网络组件的状态感知及管理,本文调研了现有网络下主流的几类网络管理协议,分析了各自的特点及其应用在新型网络架构下的局限性。其次,本文根据智慧协同网络的特点和需求,提出了智慧协同网络下组件状态感知及管理系统的设计方案,详细介绍了系统的各部件及其功能模块的设计和系统的通信机制。再次,本文逐模块地介绍了网络组件状态感知及管理系统的实现。详细说明了状态感知、状态通告、故障申告、数据统计、状态获取、数据通信、动态策略、状态管理、端口控制等功能在各功能模块上的实现。最后,本文在智慧协同网络的一个自治域内部署了网络组件状态感知及管理系统,完成了功能验证和系统测试。
【关键词】：智慧协同网络 状态感知 网络管理
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.07
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言及相关工作12-27
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 研究现状14-19
• 1.2.1 SNMP14-16
• 1.2.2 NETCONF16-18
• 1.2.3 OpenFlow18-19
• 1.3 智慧协同网络19-24
• 1.3.1 智慧协同网络体系结构19-21
• 1.3.2 智慧协同网络基本通信协议21-24
• 1.4 状态感知需求分析24-25
• 1.5 论文的主要工作25-27
• 2 系统设计27-39
• 2.1 网络拓扑结构27-29
• 2.2 总体设计29-30
• 2.3 路由器端状态感知部件的设计30-32
• 2.4 RM端状态管理部件的设计32-33
• 2.5 TRAP通信协议33-35
• 2.6 INFORM通信协议35-36
• 2.6.1 Inform-Get-Host35-36
• 2.6.2 Inform-Get-Port36
• 2.6.3 Inform-Get-Status36
• 2.7 SET通信协议36-39
• 2.7.1 Set-Port37
• 2.7.2 Set-Sense37
• 2.7.3 Set-Threshold37-39
• 3 感知部件各功能模块实现39-66
• 3.1 主进程模块39-47
• 3.1.1 时间同步模块40-41
• 3.1.2 主定时器模块41-43
• 3.1.3 网口消息接收模块43-44
• 3.1.4 控制信号发送模块44
• 3.1.5 子进程监控模块44-46
• 3.1.6 异常处理模块46-47
• 3.2 网口子进程模块47-58
• 3.2.1 网口监听模块48
• 3.2.2 链路测试模块48-49
• 3.2.3 数据统计模块49-53
• 3.2.4 控制信号接收模块53-54
• 3.2.5 Trap模块54-56
• 3.2.6 Inform模块56-57
• 3.2.7 Set模块57-58
• 3.3 共享区模块58-66
• 3.3.1 状态数据库58-63
• 3.3.2 阈值设定区63
• 3.3.3 端口索引63-65
• 3.3.4 Trap状态缓存区65-66
• 4 管理部件各功能模块实现66-74
• 4.1 数据通信模块66-68
• 4.2 TRAP模块68-69
• 4.3 INFORM模块69-70
• 4.4 SET模块70-72
• 4.5 状态数据库72
• 4.6 用户交互模块72-74
• 5 实际系统测试74-95
• 5.1 系统部署74-77
• 5.2 运行测试77-95
• 5.2.1 基本状态感知功能77-80
• 5.2.2 Trap状态通告功能80-84
• 5.2.3 Inform状态数据获取功能84-87
• 5.2.4 Set组件设定功能87-93
• 5.2.5 服务数据统计功能93-95
• 6 总结与展望95-96
• 参考文献96-99
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果99-101
• 学位论文数据集101

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