面向软件定义数据中心的流轨迹检测系统的设计与实现

发布时间：2020-07-30 03:42

【摘要】：随着云计算技术的发展日益成熟,越来越多的企业将自身业务“云”化,云计算服务提供商的数据中心规模也随之扩大。与此同时,数据中心中部署的服务器以及网络设备的种类和数量也越来越多,随之而来的问题是资源利用率、运维效率在降低,而资源成本在不断提高。基于虚拟化技术的软件定义数据中心(SDDC)在一定程度上解决了这些问题,已经成为了数据中心发展的趋势。在数据中心网络中,内部的数据传输对应用服务性能的影响越来越大,数据中心内部网络的管理也越来越复杂,在这种背景下,软件定义数据中心的组件之一软件定义技术(SDN)技术因为其智能、灵活的特点得到了广泛的关注。藉由软件定义网络技术,我们可以对网络进行细粒度的控制,但仍然不可避免地会出现配置错误等故障,并且有些时候我们无法确保控制平面指定的高级转发策略在数据平面被完整地执行。因此,对数据中心网络运营商来说,检测网络中流的轨迹,并且确保每条流都在正确的路径上运行,这一点十分重要。但是现有的数据中心轨迹检测系统通常在控制平面或数据平面上带来较大的开销,所以,我们提出了一种基于软件定义网络技术的流轨迹检测方法(FTD-SDN),并且在该方法的基础上我们构建了一个面向软件定义数据中心的流轨迹检测系统。本文主要工作如下:(1)我们提出了一种新的流轨迹检测方法——FTD-SDN,该方法可以部署在支持OpenFlow协议的交换机中,通过增加少量的交换机规则,使用有限的数据包包头空间实现流轨检测。另外,我们针对数据中心网络拓扑中的结构对该方法进行了优化,提出了一种快速收敛的轨迹重建方法。(2)我们在Mininet环境中,对FTD-SDN进行了可行性验证,证明了其在OVS交换机网络中的可行性。另外,我们对比了FTD-SDN与其他流轨迹检测技术,结果表明,我们的方法使用更少的交换机规则,对于超过6跳路径,我们使用的包头空间也更少。(3)我们应用FTD-SDN方法,结合ELK技术栈实现了一个面向软件定义数据中心的流轨迹检测系统。并且在模拟的Fatree拓扑网络中部署了该系统,展示了该系统的若干应用。本文通过提出一种新的基于软件定义网络技术的流轨迹检测方法,应用该方法设计并实现了一个数据中心中的流轨迹检测系统。该系统同时利用了数据中心网络设备和主机资源,但对两种资源占用都较少,将对业务环境的影响降至最低。同时,向用户提供了可自定义轨迹检测功能的功能函数,并且提供了友好的可视化的网络信息展示界面。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP308

【参考文献】