智慧标识协同网络交换组件数据转发与流量控制的设计实现

发布时间：2017-05-23 18:14

  本文关键词：智慧标识协同网络交换组件数据转发与流量控制的设计实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今时代,已经进入了一个信息化时代。Internet作为信息化时代的产物,成为当今世界推动经济发展和社会进步的重要信息基础设施。但随着信息网络的发展,互联网用户数量和应用规模不断扩大,其原始设计思想受到严重挑战,暴露出诸多难以解决的问题,迫切需要开展对于新型的网络体系架构的研究。2013年,北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室在前期973项目“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”的基础上提出了“三层”、“两域”的新型网络体系架构——智慧标识协同网络。在智慧标识协同网络中,智慧中心控制组件与网络交换组件是最重要的功能组件。网络交换组件的功能支持是整个网络理论体系的基础支撑,网络交换组件功能上的稳定性与设计上的灵活性很大程度上就体现了整个网络的可用性与可靠性。本文以智慧标识协同网络为理论背景,提出了网络交换组件的整体架构设计,并对其转发功能与流量控制功能部分重点开展了创新性设计与实现,并通过测试方案验证了其可行性与有效性,为智慧标识协同网络的理论实现提供扎实的底层功能支撑。本文首先阐明现有互联网的存在种种问题,并对新兴互联网研究领域的各种前沿技术与思想进行了简要的介绍；接着以智慧标识协同网络的理论知识为基础,提出了网络交换组件的设计方案,并对数据转发功能与流量控制功能进行了详细的设计与实现。其中网络交换组件的整体设计选择模块化多线程的实现架构,便于团队开发,调试方便,增强可扩展性。本文设计了新型的转发跳表结构来进行高可控可扩展的数据查询匹配转发方式；针对流量控制功能,设计了由区分策略与汇聚策略组成的新型流量控制方式来实现稳定而灵活的区分服务流量控制。最后,本文分别对数据转发与流量控制进行了功能测试,从而验证了本文设计方案的有效性与可实施性。
【关键词】：智慧标识协同网络 网络交换组件 数据转发 流量控制 转发跳表 区分策略 汇聚策略
【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】：TP393.02
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 引言12-16
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究现状13-14
• 1.3 选题意义14
• 1.4 论文主要内容14-16
• 2 相关技术介绍16-29
• 2.1 智慧标识协同网络理论体系16-19
• 2.1.1 智慧标识协同网络总体架构模型16-17
• 2.1.2 智慧标识协同网络智慧映射模型17-18
• 2.1.3 智慧标识协同网络工作流程18-19
• 2.2 智慧标识协同网络实验系统技术介绍19-22
• 2.2.1 实验系统网络部署目标19-20
• 2.2.2 实验系统网络部署结构20-21
• 2.2.3 实验系统服务获取工作流程21-22
• 2.3 OpenFlow技术简介22-27
• 2.3.1 OpenFlow控制器实现23-25
• 2.3.2 OpenFlow交换机实现25-26
• 2.3.3 OpenFlow协议26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 3 智慧标识协同网络中交换组件的设计29-54
• 3.1 网络交换组件的设计目标与需求29-30
• 3.2 网络交换组件的工作状态设计30-36
• 3.2.1 网络交换组件的工作状态的介绍31-33
• 3.2.2 网络交换组件的状态切换动作的介绍33-34
• 3.2.3 络交换组件的受控模式的介绍34-36
• 3.3 网络交换组件的工作模块设计36-37
• 3.4 控制策略解析模块功能设计37-41
• 3.4.1 控制策略解析模块的功能责任37-38
• 3.4.2 控制策略解析模块的内部设计38-40
• 3.4.3 控制策略解析模块支持的策略命令40
• 3.4.4 控制策略解析模块的工作流程40-41
• 3.5 网络交换组件的数据转发功能设计41-46
• 3.5.1 数据转发功能设计目标42
• 3.5.2 数据转发功能的匹配方式42-44
• 3.5.3 数据转发功能的转发跳表设计44-45
• 3.5.4 数据转发功能的可控参数45-46
• 3.6 网络交换组件的流量控制功能设计46-52
• 3.6.1 流量控制功能的设计目标46-47
• 3.6.2 流量控制模块的内部设计47-49
• 3.6.3 流量控制功能的运行策略49-51
• 3.6.4 流量控制功能的可控参数51-52
• 3.6.5 流量控制功能的带宽利用率52
• 3.7 本章小结52-54
• 4 智慧标识协同网络中交换组件的实现54-81
• 4.1 网络交换组件实现概述54-55
• 4.1.1 网络交换组件软件的开发环境54
• 4.1.2 网络交换组件软件的技术选择54-55
• 4.1.3 网络交换组件软件的运行方式55
• 4.2 控制策略解析模块的实现55-65
• 4.2.1 控制策略解析模块的主要数据结构55-57
• 4.2.2 控制策略解析模块的工作流程图57-65
• 4.3 转发跳表管理模块的实现65-70
• 4.3.1 转发跳表管理模块的主要数据结构65-67
• 4.3.2 转发跳表管理模块的工作流程图67-70
• 4.4 转发调度模块的实现70-73
• 4.4.1 转发调度模块的主要数据结构70-71
• 4.4.2 转发调度模块的工作流程图71-73
• 4.5 流量控制模块的实现73-80
• 4.5.1 流量控制模块的主要数据结构74-75
• 4.5.2 流量控制模块的工作流程图75-80
• 4.6 本章小结80-81
• 5 智慧标识协同网络中交换组件的测试81-93
• 5.1 网络交换组件数据转发与流量控制功能的测试环境81
• 5.2 网络交换组件数据转发与流量控制功能的测试方式81
• 5.3 网络交换组件数据转发与流量控制功能的测试过程81-92
• 5.3.1 流量控制功能的测试81-86
• 5.3.2 转发调度功能的测试86-92
• 5.4 本章小结92-93
• 6 总结与展望93-95
• 参考文献95-99
• 学位论文数据集99

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