面向数据中心的VXLAN系统设计与实现
发布时间:2018-01-12 19:25
本文关键词:面向数据中心的VXLAN系统设计与实现 出处:《南京大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着云计算的蓬勃发展,数据中心的业务迅速壮大,虚拟化技术得到广泛使用,通过对服务器进行虚拟化,可以有效提高资源利用率,节约能源,降低数据中心运维成本。服务器虚拟化导致了虚拟机增多和虚拟机频繁动态迁移问题的出现,这需要数据中心部署大二层网络解决。数据中心部署大二层网络的需求已超出传统网络技术的能力范围,为此VXLAN(虚拟扩展局域网)应运而生。VXLAN作为虚拟网络技术,使虚拟网络可以按需要灵活扩展部署,增加了租户数量,扩大了虚拟机迁移范围,更好地满足数据中心部署大二层网络的需求。本文研究数据中心大二层网络技术和VXLAN系统的设计与实现方法。VXLAN是IETF定义的NV03(基于三层IP网络构建虚拟网络)标准技术之一,采用MAC inUDP的报文封装模式,将二层报文用三层协议进行封装,可将二层网络在三层范围进行扩展,使用24bits的VNI(虚拟网络标识),使VXLAN网络支持多达1600万的租户。在VXLAN网络中,VTEP(VXLAN隧道端点)部署在VXLAN网络边缘,负责连接租户网络与VXLAN网络,进行报文的封装和解封装,VNI和VXLAN的其它相关封装信息只有VTEP可见,屏蔽了虚拟机对VXLAN网络的感知。本文主要工作内容如下:(1)本文首先分析数据中心部署大二层网络的背景以及面临的挑战,通过对比分析几种解决方案,得出VXLAN是部署大二层网络的最有效方案。具体研究了NVO3方案和VXLAN技术理论。(2)根据以上的研究,分析VXLAN的应用场景,研究要实现的功能,设计并实现VXLAN系统。本系统使用C语言进行开发,开发完成的系统运行在交换机和路由器等网络设备上。本系统基于分层设计,分为三个模块:配置管理层、业务控制层和转发层。本文提出了一种"二层子接口"的VXLAN接入方式,该方式部署灵活,功能丰富;另外本系统支持多租户复用同一VXLAN隧道。(3)最后通过对系统进行整体测试和数据分析,完成了系统配置功能、控制功能和转发能力的验证,确保了系统的可靠性和稳定性。本文设计并实现的VXLAN系统,通过单击方式或控制器方式对网络设备进行配置,完成整个VXLAN网络的搭建,对二层报文进行封装并通过VXLAN隧道进行转发,以及对VXLAN报文进行解封装并转发到目的主机,能实现同网段主机、不同网段主机以及VXLAN网络与Internet网络的互通等各项功能,达到了系统的预期要求。
[Abstract]:With the rapid development of cloud computing, data center business is growing rapidly, virtualization technology has been widely used, through the server virtualization can effectively improve the utilization rate of resources, save energy, reduce the cost of operation and maintenance of the data center. The server virtualization has led to the virtual machine and virtual machine more frequent dynamic migration issues, this the need for data center deployment of large layer 2 network. To solve the large layer 2 network deployment requirements of the data center has been beyond the scope of traditional network technology, the VXLAN (virtual LAN extension).VXLAN came into being as the virtual network technology, the virtual network can be flexible deployment, increased the number of tenants, expand the scope of the virtual machine migration, better meet the needs of large layer 2 network deployment requirements of the data center. This paper studies the data center large layer 2 network technology and VXLAN system design and Implementation .VXLAN is defined by IETF NV03 (virtual network based on three layer IP network) is one of the standard techniques, using MAC inUDP message encapsulation mode, two layer three layer message protocol encapsulation, the two layer network expansion in the three layer, using 24bits VNI (virtual network identification), the the VXLAN network supports up to 16 million tenants. In VXLAN network, VTEP (VXLAN tunnel endpoint) deployed at the edge of the VXLAN network, the tenant is responsible for connecting network and VXLAN network, the encapsulating packet and other related information VNI package and VXLAN VTEP only visible, shielding the virtual machine perception of VXLAN network. This paper the work contents are as follows: (1) this paper first analyzes the data center deployment of large layer 2 network background and challenges, through the comparative analysis of several solutions, that VXLAN is the most effective deployment of large layer 2 network. The body of NVO3 scheme and VXLAN technology theory. (2) according to the above research, the scenario analysis of VXLAN research, to achieve the function, design and implementation of VXLAN system. The system uses C language development, system development completed in switches and routers and other network devices. This system is based on the hierarchical design. Divided into three modules: configuration management layer, service control layer and forwarding layer. VXLAN access mode this paper proposes a "two level interface", the deployment of flexible, feature rich; the system also supports multi tenant reuse the same VXLAN tunnel. (3) through the analysis of the data and the overall test system, complete the system configuration function, verify the control function and forwarding capability, ensure the reliability and stability of the system. The VXLAN system is designed and implemented in this paper, the network equipment by clicking on the way or mode controller The configuration is completed, the entire VXLAN network, the encapsulation of two packets and transmitted through the VXLAN tunnel, and decapsulation of VXLAN message and forwarded to the destination host, can achieve the same network host, interoperability between various functions such as different segment and host VXLAN network and Internet network, to achieve the expected requirements of the system.
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP308;TP393.1
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本文编号:1415666
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