基于SDN的网络资源虚拟化的研究与设计

发布时间：2017-07-31 01:26

  本文关键词：基于SDN的网络资源虚拟化的研究与设计

  更多相关文章： NOX SDN 多协议 Openflow 网络虚拟化 资源管理

【摘要】：在目前多业务的网络中,如何保证不同业务的传输质量,给广大研究人员提出了新的难题。网络虚拟化的出现使这个难题得到解决,为研究互联网新技术的改革及互联网新的基础架构提供了便利条件。网络虚拟化通过相应的虚拟化技术,使得多个逻辑上相互隔离的虚拟网可以存在于同一个物理网络上,各个虚拟网之间的流量以及管理都是相互隔离开来,互不影响。各个虚拟网可以运行不同的协议、实现不同的功能,从而可以有效地提高网络资源的利用率,降低网络管理和运营维护的成本。但同时也为网络管理方式带来了新的挑战。 SDN作为一种新兴的网络架构的实现方式,给传统的网络带来新的活力与挑战,控制和转发分离的基本思想使得对网络的控制和管理更为高效和灵活。利用SDN的思想来实现网络资源的虚拟化,是本文的主要研究内容。 在对国家863项目“面向三网融合的创新体系结构”进行研究的基础上,本文提出了一种基于SDN的网络资源虚拟化系统的设计,并在该项目之前的基础上进行了部分实现。本项目为了实现三网融合的目标,建立了基于SDN的虚拟化平台,提供了对多业务多协议的支持。本文首先介绍了网络资源虚拟化及SDN的相关关键技术。然后描述了基于SDN的网络资源虚拟化系统的整体设计。接下来分别介绍了支持该系统的SDN控制器和交换机的详细设计与实现。最后对系统的部分功能进行了测试并对全文进行了一个简单的总结。
【关键词】：NOX SDN 多协议 Openflow 网络虚拟化 资源管理
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.01
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 论文主要研究工作11-13
• 1.3 论文结构13-14
• 第二章 SDN及网络资源虚拟化相关技术介绍14-32
• 2.1 SDN、Openflow现状介绍14-20
• 2.1.1 Openflow协议概述15-19
• 2.1.2 Openflow1.3多级流表19-20
• 2.2 网络虚拟化的相关介绍20-22
• 2.2.1 传统虚拟化技术及FlowVisor20
• 2.2.2 SDN网络不同层次的虚拟化需求20-22
• 2.3 现有的Openflow控制器NOX的介绍22-29
• 2.3.1 NOX1.3平台结构22-27
• 2.3.2 NOX中的通信机制27-29
• 2.4 Openflow交换机ofsoftswitch介绍29-30
• 2.4.1 ofsoftswitch交换机的整体架构29-30
• 2.4.2 ofsoftswitch交换机的处理流程30
• 2.5 总结30-32
• 第三章 基于SDN的网络资源虚拟化系统整体设计32-44
• 3.1 基于SDN的网络资源虚拟化的关键技术32-36
• 3.1.1 需求分析33-34
• 3.1.2 系统整体功能架构34-36
• 3.2 系统对资源虚拟化的支持36
• 3.3 基于SDN的网络资源虚拟化总体设计方案36-39
• 3.3.1 本论文在总体系统中的研究范围36-37
• 3.3.2 支持资源虚拟化系统主要组件总体设计37-38
• 3.3.3 Openflow物理控制器与扩展交换机间接口的总体设计38-39
• 3.4 网络虚拟化及资源的管理39-44
• 3.4.1 队列配置组件40
• 3.4.2 网络资源的实时监测40-41
• 3.4.3 虚拟网管理组件41-42
• 3.4.4 线程管理组件42-44
• 第四章 基于SDN的网络资源虚拟化系统控制平面设计44-56
• 4.1 控制平面的虚拟化44-47
• 4.1.1 拓扑资源的虚拟化44-45
• 4.1.2 带宽资源的虚拟化45-46
• 4.1.3 交换机CPU资源的虚拟化46-47
• 4.2 虚拟网流量隔离及演示系统的设计47-51
• 4.2.1 虚拟流量隔离及演示系统的整体架构47-50
• 4.2.2 web演示系统的数据库设计50-51
• 4.3 虚拟化网络资源的管理51-55
• 4.3.1 虚拟网与交换机之间的通信51-53
• 4.3.2 流表及线程的隔离53-55
• 4.4 总结55-56
• 第五章 基于SDN的网络资源虚拟化系统数据平面的设计56-64
• 5.1 队列可配置56-58
• 5.2 资源可监控58
• 5.3 多线程对虚拟化的支持58-63
• 5.3.1 交换机的单线程处理流程58-60
• 5.3.2 多线程交换机的线程模型60-61
• 5.3.3 数据包分类线程与数据平面数据包处理线程61-63
• 5.4 总结63-64
• 第六章 系统测试及总结64-75
• 6.1 交换机性能测试64-68
• 6.2 带宽虚拟化的测试与网络资源监测的web展示68-71
• 6.3 SDN网络支持多协议的测试71-73
• 6.4 工作总结73-75
• 参考文献75-77
• 致谢77-78
• 作者攻读硕士期间发表的学术论文目录78

【参考文献】

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1 叶昭,叶梧;IPv6技术及下一代互联网发展综述[J];机电工程技术;2005年07期

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本文编号：596905