基于openflow的组播技术研究与实现

发布时间：2017-05-25 19:11

  本文关键词：基于openflow的组播技术研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统网在发展过程中,由于Internet呈现出一种爆炸式的增长,网络规模和应用技术的发展已经远远超出了当初开发者的预期,因此这种趋势也给传统网络带来了许多的问题,诸如目前的网络绝大多数都是面向无连接的,尽最大努力转发的协议,而网络传输质量等被放在了次等重要的位置,同时许多网络设备的部署和配置都是由网络管理员手工配置,当遇到需要对整个网络调整时,效率就会非常低,甚至是无法完成等。正是由于传统网络在发展中遇到了前所未有的瓶颈,同时相关必要技术的突破,像云计算和虚拟技术的快速发展,分布式计算技术发展已经成熟,基于OpenFlow技术的新型网络交换模型概念便应运而生。在网络发展领域引起了广泛关注,许多学者或者企业便投身于对新型网络的研究之中。在此背景下,支持OpenFlow协议的交换机被开发,并且得到了许多设备厂商比如华为,Cisco,HP等的支持,新型网络的概念也已经被广大网络开发者所亲睐。这种新型的网络模型便被定义为软件定义网络(Software Defined Network),也被广泛的应用于网络数据传输,网络安全和部署领域之中。蚁群算法是群智能理论领域中最主要的算法之一,它是根据蚂蚁觅食行为进行生物仿真而来的一种高效的查找最短路径的算法,被应用在多个领域。但是由于这种算法收敛速度慢,比较容易因找到局部最优解而停止运算,使整个查找系统陷入停滞状态,所以许多学者提出了一种改善的蚁群算法策略。本论文将目前成熟的改进的算法策略应用在新型的网络模型下,来改进SDN网络的组播路由传输状态,同时其在数据处理过程中对CPU和内存的要求并不高,并且具有并行性和分布性的特点,非常适合在SDN网络模型下,用来计算组播查找最短路径。组播技术一直是网络开发者研究的热门课题,由于组播技术被广泛应用在新型的通信业务中,诸如视频会议,网络视频直播,网络群体实时互动等都是基于组播的数据传输方式。由于这些服务必须要求数据的实时传输并且要求数据传输质量(Qos),同时传统的IP组播技术都是尽最大努力转发报文并且面向多用户。在IP组播转发的路径节点上,要求每个节点支持组播协议,并且要求每个节点保留组播状态,同时路径查找时间耗费较大。本论文研究的主要方法是利用OpenFlow技术数据传输(Data Path)和控制传输(controller Path)分离的特点,将改进的蚁群选路算法以控制组件的形式应用在控制器端,控制数据的传输,获得组播到目的OpenFlow交换机的最短路径,提高组播路由的效率。
【关键词】：OpenFlow 流表 控制器 蚁群算法
【学位授予单位】：青海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.02
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 选题依据9
• 1.1.2 选题意义9-10
• 1.2 国内外研究趋势10-12
• 1.2.1 国外研究趋势10-11
• 1.2.2 国内研究趋势11-12
• 1.3 本文主要工作12-13
• 1.4 论文结构安排13-15
• 第二章 相关知识背景介绍15-32
• 2.1 计算机网络组播相关理论15-21
• 2.1.1 传统组播数据传输方式16
• 2.1.2 组播路由相关协议16-18
• 2.1.3 组播路由算法分类18-19
• 2.1.4 组播相关性能指标19-20
• 2.1.5 组播地址20-21
• 2.2 OpenFlow概述21-25
• 2.2.1 OpenFlow网络产生背景21
• 2.2.2 OpenFlow交换机结构21-24
• 2.2.3 OpenFlow数据传输过程24-25
• 2.3 Pox控制器概述25-28
• 2.3.1 Pox控制器25-26
• 2.3.2 Pox控制器安装和启动过程26-27
• 2.3.3 Pox控制器组件开发27-28
• 2.4 蚁群算法理论28-31
• 2.4.1 蚁群算法的产生28-29
• 2.4.2 蚁群算法过程描述29-30
• 2.4.3 蚁群算法分析30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 OpenFlow下的组播转发过程设计32-37
• 3.1 基于OpenFlow组播算法研究32-34
• 3.1.1 创建组播组33
• 3.1.2 组播报文结构33-34
• 3.2 基于组播路由算法设计34-36
• 3.2.1 加入组播组过程34
• 3.2.2 离开组播组过程34-35
• 3.2.3 路径选择35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第四章 基于Open Flow的组播算法实现37-43
• 4.1 Python语言37
• 4.2 Mininet介绍及安装37-38
• 4.2.1 Mininet介绍37-38
• 4.2.2 Mininet安装38
• 4.3 控制器管理与算法实现38-42
• 4.3.1 POX控制器中表的结构39
• 4.3.2 组播转发算法实现39-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第五章 测试及分析43-48
• 5.1 网络拓扑43-44
• 5.2 实验平台测试44-45
• 5.3 连通性测试45-47
• 5.4 与传统网络的对比47
• 5.5 本章小结47-48
• 第六章 总结与展望48-49
• 参考文献49-51
• 致谢51-52
• 个人简历52
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文清单52

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本文编号：394717