基于SDN的发布/订阅系统拓扑维护及数据转发的研究与实现

发布时间：2023-03-23 03:44

　　传统互联网提供的是尽力而为的服务,网络中充斥的数据与信息需要公平地竞争网络资源,这就导致重要数据在抢占网络资源过程中面临被丢弃的危险,无法保证发布/订阅系统在数据转发过程中的可靠性。SDN网络架构具有良好的集中控制特性,实现了控制层与转发层的分离,应用程序可以根据业务需要参与到数据转发平面中。同时,架构中的控制层具备感知网络拓扑变化与流量变化的能力,为拓扑管理和提高数据转发可靠性提供了新的解决方案。基于对SDN网络架构相关技术的研究与学习,本论文主要从两个方面对已有系统进行进一步的改善与优化。一方面是管理系统对拓扑信息和流量信息的管理,拓扑信息主要包括网络环境中集群、交换机、主机等网络节点的信息,流量信息主要包括交换机端口和队列的具体流量信息。面向北向接口的OpenFlow协议提供了丰富的REST-API,为信息的获取带来了便利。另一方面是在交换机端口上设置不同带宽的优先级队列,并将消息优先级编码到流表的匹配域中,一旦数据匹配成功则执行相应的入队操作,继而在数据转发过程中添加基于队列时延的带宽调整策略,加大端口带宽的利用率,保证高优先级消息准确到达。改进后的发布/订阅系统与原系统相比,...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究内容
    1.3 论文组织
第二章 相关技术概论
    2.1 发布/订阅系统
    2.2 SDN与OpenFlow
        2.2.1 SDN技术介绍
        2.2.2 OpenFlow相关介绍
    2.3 虚拟化技术
        2.3.1 OpenvSwitch
        2.3.2 KVM
    2.4 Qos保障机制
        2.4.1 队列管理与调度算法
        2.4.2 OpenvSwitch的rate-limiting
    2.5 本章小结
第三章 需求分析
    3.1 需求概述
    3.2 系统管理模块需求
        3.2.1 拓扑信息管理
        3.2.2 流量信息管理
        3.2.3 信息配置管理
    3.3 数据转发模块需求
        3.3.1 基于优先级队列的数据转发
        3.3.2 基于流量的反馈调整
        3.3.3 队列的拥塞情况判断
    3.4 其他需求
    3.5 本章小结
第四章 系统概要设计
    4.1 整体架构
        4.1.1 网络拓扑的搭建
        4.1.2 运行环境
    4.2 系统管理
        4.2.1 整体设计
        4.2.2 设备管理的设计
        4.2.3 流量管理的设计
    4.3 基于流量反馈的数据转发
        4.3.1 基于消息优先级的入队
        4.3.2 队列拥塞情况的判断
        4.3.3 基于流量的反馈调整
    4.4 本章小结
第五章 系统详细设计与实现
    5.1 拓扑与流量管理
        5.1.1 拓扑管理
        5.1.2 流量管理的实现
    5.2 数据转发优化的实现
        5.2.1 队列的初始化设置
        5.2.2 入队流表的初始化设置
        5.2.3 队列平均时延的获取
        5.2.4 队列的反馈调整
    5.3 本章小结
第六章 系统测试和验证
    6.1 测试目标
    6.2 测试环境
    6.3 系统测试
        6.3.1 管理系统测试
        6.3.2 数据转发优化测试
        6.3.3 网络整体性能测试
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
致谢



本文编号：3768213