基于NetMagic平台的SDN交换机交换模块的设计与实现

发布时间：2021-03-07 17:50

　　随着网络规模的不断扩大,封闭的网络设备内置了过多的复杂协议,增加了运营商定制优化网络的难度。软件定义网络（Software defined network,SDN）利用分层的思想,将数据与控制相分离。以Openflow为主的SDN架构实现了控制平面与数据平面的分离,促进了网络体系架构的研究与发展。但由于数据平面无法改变,Openflow协议的版本更新,都在前一版本上加入更多的字段,日趋复杂。为了应对数据平面可编程的需求,数据平面可编程的研究也逐渐开始。本论文基于NetMagic网络实验平台,使用Verilog硬件描述语言,设计并实现了平台中的交换模块,得到一个具备数据平面配置能力的SDN交换机。该系统可支持有限的数据平面配置与多级流表功能。论文针对NetMagic平台的特点、课题需求和常见协议的特点进行需求分析,确定系统的功能需求和性能需求;接着确定系统的基础工作流程和扩展模式,进行分层的概要设计和详细设计;然后进行硬件测试和仿真测试,检验数据平面配置能力的有效性和局限性。最后对论文进行了总结和展望。 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－４?ＮｅｔＭａｇｉｃ平台的整体架构??ＮｅｔＭａｇｉｃ平台从设计和结构上可具体分为硬件报文处理和软件配置管理两??大部分

了避免因协议更改引起多次开发，交换机也需要具备一定的协议可配置能力，以??灵活支持实验网络中不同协议乃至新协议的报文处理。??项目基于ＮｅｔＭａｇｉｃ平台，设计了?ＳＨＳ。如图３－１所示，ＳＨＳ在报文交换通??道使用默认协议配置时，整体为支持部分ＯｐｅｎＦｌｏｗ协议的ＳＤＮ交换机，另外，??对于其它协议配置功能，ＳＨＳ控制平面提供协议及流表的配置接口。??报文交换通道???（?ｏｐｅｎ！?ｏｖｖ??—?ＮＭＡＣ??｜?｜?ＮＭＡＣ?协?ＮｅｔＭａｇｉｃ??ｆ?＾?ｉＸＡＨ?Ｉ?＾管速模块一??ＳＨＳ控制平面??｜通用数据链路?；?ｊ??＾?输入控制Ｉ?输出控制??ｆ?：，?，：?ｆ?：，?“?‘‘?ＦＰＧＡ?????Ｉ?ｉｐ?，，?”?ＳＨＳ教据平面??ＳＨＳ??图３－１?ＳＨＳ整体架构??从整体看，ＳＨＳ由ＳＨＳ控制平面和ＳＨＳ数据平面组成。ＳＨＳ控制平面为运??行在外部主机的软件部分

图３－２报文交换通道用例图??将上述功能性需求整理并结合交换机的使用方式，得到ＳＨＳ的报文交换通??道的用例图，如图３－２所示。??报文交换通道的用户角色有控制方和报文发送方两种，控制方进行交换机配??置，报文发送方提供待处理的报文。控制方负责报文交换通道的配置，即通过流??表下发ＡＰＩ和底层的ＮＭＡＣ协议，将配置输入到报文交换通道中，报文交换通??１５??


本文编号：3069546