可扩展虚拟局域网驱动系统的设计与实现

发布时间：2017-08-06 06:10

  本文关键词：可扩展虚拟局域网驱动系统的设计与实现

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【摘要】：当前,数据中心的计算、存储、网络三要素都在向着虚拟化进行大踏步式的迈进,在这个过程中大量虚拟机的部署已经成为各大数据中心的常态。为了满足传统数据中心网络中存在的大二层拓扑需求,解决传统二层网络中STP协议导致的核心带宽浪费,使用虚拟局域网(VLAN)对租户数量有限制,以及虚拟机频繁迁移致使IP难于维护等问题,可扩展虚拟局域网(Virtual eXtensible Local Area Network, VXLAN)技术应运而生。VXLAN是由Cisco与、Mware等公司于2011年推出的一种“MAC In UDP"技术。其将传统数据包进行封装并进行标记,通过建立隧道(Tunnel)的方式运行于传统IP网络之上,既解决了传统网络中VLAN限制的难题,又保证了与传统网络的兼容,完美解决问题的同时又最大程度的保护了前期的投入。本文基于Broadcom公司BCM88650芯片,使用C语言,设计并实现了VXLAN驱动系统的核心功能。整体设计上可分为驱动接口层、功能实现层、硬件表项层三个层次。其中,驱动接口层向上负责与平台软件连接。功能实现层又分为Tunnel模块、AC模块、VSI模块以及MAC模块,用于提供Tunnel创建、删除,AC口设置,VSI全局资源设置以及隧道口MAC学习控制等功能的驱动实现。硬件表项层则负责调用芯片厂商提供的SDK接口,实现对硬件表项的设置下发。在驱动系统核心功能实现后,搭建了基于IRF与MDC的测试环境,编写测试用例,完成自动化测试脚本的开发工作,实际进行了VXLAN驱动系统的各模块基本功能测试,以及二三层转发自动化测试。测试结果表明VXLAN驱动系统功能符合预期,满足项目要求。
【关键词】：可扩展虚拟局域网 隧道 驱动开发 自动化测试
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.1
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 课题来源及研究意义12-13
• 1.1.1 课题来源12
• 1.1.2 课题意义12-13
• 1.2 与本课题有关的国内外研究现状13-15
• 1.2.1 VXLAN技术13-14
• 1.2.2 NVGRE技术14
• 1.2.3 STT技术14
• 1.2.4 技术对比分析14-15
• 1.3 本论文的主要工作内容15-17
• 第2章 可扩展虚拟局域网关键技术分析17-26
• 2.1 VXLAN协议简介17-18
• 2.2 报文的封装和解封装18-22
• 2.3 报文转发流程22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 VXLAN驱动系统的需求分析及系统设计26-32
• 3.1 VXLAN技术的需求分析26
• 3.2 VXLAN系统结构设计26-27
• 3.3 VXLAN驱动系统的功能需求27-31
• 3.3.1 Tunnel模块功能需求28-29
• 3.3.2 AC模块功能需求29
• 3.3.3 VSI模块功能需求29-30
• 3.3.4 MAC模块功能需求30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 VXLAN驱动系统的详细设计及实现32-73
• 4.1 驱动接口层设计与实现32-33
• 4.2 功能实现层设计与实现33-62
• 4.2.1 Tunnel模块功能设计与实现33-41
• 4.2.2 AC模块功能设计与实现41-44
• 4.2.3 VSI模块功能设计与实现44-53
• 4.2.4 MAC模块功能设计与实现53-59
• 4.2.5 其他相关功能59-62
• 4.3 硬件表项层设计与实现62-72
• 4.3.1 Native to Vxlan62-67
• 4.3.2 Vxlan to Native67-69
• 4.3.3 Inter-VNI Router69-72
• 4.4 本章小结72-73
• 第5章 VXLAN驱动系统的测试73-94
• 5.1 测试方案73
• 5.2 测试工具和环境73-74
• 5.2.1 测试工具介绍73-74
• 5.2.2 测试环境74
• 5.3 测试配置指导74-77
• 5.3.1 UnderLay网络基础配置74-75
• 5.3.2 SwitchA做VTEP配置75-76
• 5.3.3 SwitchC做VTEP配置76
• 5.3.4 SwitchB做Gateway配置76-77
• 5.4 基本功能测试77-82
• 5.4.1 Tunnel模块功能测试77-78
• 5.4.2 AC模块功能测试78-79
• 5.4.3 VSI模块功能测试79-80
• 5.4.4 MAC模块功能测试80-82
• 5.5 自动化测试82-92
• 5.5.1 自动化测试框架83-85
• 5.5.2 Vxlan模块ATF开发函数指导85-87
• 5.5.3 Vxlan模块ATF开发测试用例87-92
• 5.6 本章小结92-94
• 第6章 结论94-95
• 参考文献95-97
• 致谢97-98
• 学位论文评阅及答辩情况表98

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本文编号：628652