基于ForCES的SDN中虚拟网构建时转发层关键技术研究

发布时间：2017-10-03 00:13

  本文关键词：基于ForCES的SDN中虚拟网构建时转发层关键技术研究

  更多相关文章： ForCES SDN OpenFlow 多样性 虚拟节点 性能分析

【摘要】：网络虚拟化是解决单一不可扩展的传统网络体系与目前网络功能需求多样性之间矛盾的重要技术之一。SDN (Software Defined Networking,软件定义网络)是一种新型的网络架构,它对底层转发设备资源进行抽象,使得上层应用只能看到经抽象后的网络视图,这种特性为实现网络虚拟化提供了一个天然优势。以OpenFlow为代表的SDN技术目前还是该领域的研究热点,但其固定的流表格式并不能有效地满足软件定义网络的需求,而IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)ForCES (Forwarding and Control Element Separation,转发与控制分离)强大的网络资源抽象及描述能力为SDN网络虚拟化研究提供了有力支持,因此ForCES技术研究将给SDN网络虚拟化发展注入新鲜且重要的血液。基于ForCES的SDN虚拟化技术的另一个优势是ForCES灵活的资源描述方法可以很好地实现对OpenFlow转发设备的兼容,而OpenFlow中的固定流表格式很难实现对其它各类网络节点的兼容。本文在基于ForCES的SDN总体架构下,以构建虚拟网为目标,针对转发层中的两个关键技术进行了研究与实现。第一：本文针对底层转发设备多样性问题,提出一种转换映射方法来实现对OpenFlow交换机的兼容,具体是将LFB (LogicalFunctional Block,逻辑功能块)的属性操作转换为流表操作。本文也给出了该映射方法的具体实现方案。第二：本文提出一种通过配置虚拟节点代理LFB来创建虚拟节点的方法,并给出通过将该LFB属性操作转换为流表操作的方法创建虚拟OpenFlow交换机节点的过程,并提供相应的创建实例以及实现方案。同时本文根据所创建的虚拟节点以及虚拟节点构建的虚拟网中数据流的流量特征,以随机网络演算为性能分析方法,分别为虚拟节点及由虚拟网提供延时性能上界分析和数据积压性能上界分析。最后搭建测试环境,为验证根据上述实现方案能否成功创建虚拟ForCES节点及虚拟OpenFlow节点提供测试方案。
【关键词】：ForCES SDN OpenFlow 多样性 虚拟节点 性能分析
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.01
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 研究现状10-17
• 1.2.1 ForCES技术10-11
• 1.2.2 软件定义网络11-14
• 1.2.3 虚拟化技术14-15
• 1.2.4 SDN性能分析15-17
• 1.3 研究内容和创新点17-19
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 创新点18-19
• 1.4 论文结构19-21
• 2 基于ForCES的SDN技术21-28
• 2.1 基于ForCES的SDN总体架构21-23
• 2.2 兼容OpenFlow交换机关键技术23-25
• 2.3 创建虚拟节点关键技术25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 ForCES的SDN架构兼容OpenFlow交换机的研究及实现28-42
• 3.1 OpenFlow流表简介28-29
• 3.2 LFB映射为流表的研究设计29-36
• 3.2.1 EtherMACInLFB的映射30-31
• 3.2.2 EtherClassify LFB的映射31-33
• 3.2.3 IPv4Validator LFB的映射33-34
• 3.2.4 IPv4UcastLPM LFB的映射34-35
• 3.2.5 IPv4NexthopApplicatorLFB的映射35-36
• 3.2.6 EtherMACOutLFB的映射36
• 3.3 ForCES中间件兼容支持OpenFlow交换机的实现36-41
• 3.3.1 ForCES中间件概述36-37
• 3.3.2 LFB映射为流表的相关实现函数37-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 转发设备多样性下虚拟节点创建方法研究与实现42-58
• 4.1 虚拟网络节点代理LFB建模42-43
• 4.1.1 LFB属性42-43
• 4.1.2 LFB能力43
• 4.2 ForCES转发设备下虚拟节点创建研究43-49
• 4.2.1 创建虚拟ForCES节点过程设计43-47
• 4.2.2 创建虚拟ForCES节点实例47-49
• 4.3 OpenFlow转发设备下虚拟节点创建研究49-52
• 4.3.1 虚拟节点代理LFB解析转换过程49-50
• 4.3.2 创建虚拟OpenFlow节点过程设计50-51
• 4.3.3 创建虚拟OpenFlow节点实例51-52
• 4.4 虚拟节点代理LFB的开发实现52-57
• 4.4.1 类的XML定义54-55
• 4.4.2 实例XML定义55
• 4.4.3 接口操作函数55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 5 ForCES SDN中虚拟网构建性能分析58-71
• 5.1 随机网络演算58-60
• 5.2 单虚拟节点性能分析60-66
• 5.2.1 单虚拟节点延时分析62-64
• 5.2.2 单虚拟节点数据积压分析64-66
• 5.3 虚拟网端到端性能分析66-69
• 5.3.1 串联系统端到端延时分析67-68
• 5.3.2 串联系统端到端数据积压分析68-69
• 5.4 本章小结69-71
• 6 测试与分析71-80
• 6.1 实验环境搭建71-74
• 6.1.1 配置文件71-73
• 6.1.2 CE、FE建立链接73-74
• 6.2 虚拟ForCES转发节点创建测试74-77
• 6.3 虚拟OpenFlow转发节点创建测试77-79
• 6.4 本章小结79-80
• 7 总结与展望80-82
• 7.1 论文总结80-81
• 7.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 本文作者硕士期间取得的成果86-87
• 致谢87-88

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本文编号：962051