基于ForCES的SDN配置层中网络虚拟化关键技术研究

发布时间：2017-05-07 15:06

  本文关键词：基于ForCES的SDN配置层中网络虚拟化关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着一些新型网络应用的出现,新的需求对网络的依赖已不再是单纯的数据转发性能,而是要求一个开放、灵活的网络来适应各种不同类型的业务请求。在此背景下,软件定义网络(SDN)的概念被提出,其核心思想是通过软件定义的方式实现网络资源的集中动态管理。由此,用户可通过编程动态地构建各种特性的数据转发网络,以满足网络对各种应用的承载需求。 SDN一经提出,就受到了业界广泛的关注,并被看作是未来网络研究的发展方向。对于SDN体系架构的实现,目前仍旧是一个具有争议的课题。以OpenFlow为代表的众多技术被尝试用来实现SDN,转发与控制分离(ForCES)技术就是其中的后起之秀,它实现的是转发件(CE)与控制件(FE)的分离,并实行CE对FE的集中控制,而这分离、集中控制的思想也正好是SDN所倡导的架构。另外,ForCES对开放资源有着很好的抽象和定义,这为SDN实现网络虚拟化功能提供了良好的支持。因此,基于ForCES的SDN研究已经成为热点。 本文在以ForCES技术实现SDN体系架构的大方向下,创新性地提出了基于ForCES的SDN总体架构。同时又以SDN网络虚拟化为目标,针对其中的两个关键技术进行了研究与实现。 其一是以REST风格设计并实现了基于ForCES的SDN北向应用程序接口,为网络虚拟化请求的下发提供了通道。具体内容如下：首先经过对接口需求和形式的分析,选择以REST API作为SDN的北向接口；然后提出基于REST的北向接口框架,并对北向接口进行了规范化设计,即根据REST原则,以HTTP的四个常用方法作为有限操作组,访问被URL唯一标识的网络资源；接着为这些网络资源建立数据模型,以便REST服务器根据模型创建资源对象；最后利用REST软件实现框架Restlet完成整个北向接口的搭建。 其二是基于LFB组合实现网络虚拟节点的构建。LFB是ForCES的特色与核心,作为ForCES中FE资源的离散化抽象,其本身就是一种虚拟化,因而LFB组合可以被看作是基于ForCES的SDN网络节点虚拟化的一种实现。LFB组合基于扩展的输入输出匹配算法,定义了LFB模型和形式化描述,以及LFB之间的一系列关系概念,在此基础上提出了单向顺序和双向并行两种LFB组合算法。 本文最后对基于ForCES的SDN北向接口实现进行了测试,对两种LFB组合算法进行了仿真,同时测试比较了两者的执行效率。
【关键词】：转发与控制分离 软件定义网络 网络虚拟化 北向接口 REST 虚拟节点构建 LFB组合
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.01
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-17
• 1.3.1 SDN现状11-14
• 1.3.2 网络虚拟化现状14-15
• 1.3.3 北向接口现状15-16
• 1.3.4 ForCES现状16-17
• 1.4 本文研究内容和主要贡献17-19
• 1.4.1 研究内容17-18
• 1.4.2 主要贡献18-19
• 1.5 论文结构19-21
• 2 基于ForCES的SDN技术21-29
• 2.1 ForCES技术概要21-22
• 2.2 LFB简介22-23
• 2.3 基于ForCES的SDN总体架构23-28
• 2.3.1 架构分析24-25
• 2.3.2 总体架构25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 面向网络虚拟化的北向接口研究29-43
• 3.1 北向接口分析29-31
• 3.1.1 需求分析30
• 3.1.2 接口形式30-31
• 3.2 REST简介31-37
• 3.2.1 REST原则32-34
• 3.2.2 REST软件实现框架34-37
• 3.3 基于REST的北向接口框架37-38
• 3.4 基于REST的北向接口规范化设计38-42
• 3.4.1 创建虚拟网39-40
• 3.4.2 更新虚拟网40
• 3.4.3 查看虚拟网40-41
• 3.4.4 删除虚拟网41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 4 面向网络虚拟化的北向接口具体实现43-50
• 4.1 资源数据建模43-45
• 4.2 北向接口软件实现45-49
• 4.2.1 用例图45
• 4.2.2 活动图45-46
• 4.2.3 类图46-49
• 4.3 本章小结49-50
• 5 基于LFB组合的虚拟节点构建研究50-60
• 5.1 虚拟节点构建概述50-51
• 5.2 相关概念与定义51-54
• 5.3 基于输入输出匹配的LFB组合方法54-58
• 5.3.1 实现框架55
• 5.3.2 单向顺序组合算法55-57
• 5.3.3 双向并行组合算法57-58
• 5.4 本章小结58-60
• 6 测试与仿真60-69
• 6.1 REST北向接口测试60-63
• 6.1.1 虚拟网资源创建与查看60-62
• 6.1.2 虚拟网资源更新与查看62
• 6.1.3 虚拟网资源删除与查看62-63
• 6.2 LFB组合算法仿真63-67
• 6.2.1 单向顺序组合63-65
• 6.2.2 双向并行组合65-66
• 6.2.3 算法比较66-67
• 6.3 本章小结67-69
• 7 总结与展望69-71
• 7.1 总结69-70
• 7.2 下一步工作展望70-71
• 参考文献71-74
• 本文作者在硕士研究生期间参与的项目及成果74-75
• 致谢75-76

【参考文献】

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本文编号：350064