数据中心网络虚拟化数据平面技术的研究与实现

发布时间：2017-06-20 20:13

  本文关键词：数据中心网络虚拟化数据平面技术的研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着当前网络规模与业务的日益扩大,为网络提供支撑和服务功能的数据中心面临更大的压力和挑战。网络虚拟化这一新兴的技术应用到数据中心将会有效缓解当前数据中心的性能与规模瓶颈,因此越来越多的厂家和科研组织研究数据中心网络虚拟化技术与实现方案。 本文围绕数据中心网络虚拟化数据平面技术,设计并实现了华为公司提出的ISIS-NV03网络虚拟化方案的数据平面,并进行了数据平面的测试,验证了该方案的可行性。总结起来,论文主要做了以下几方面的工作： (1)研究与分析了数据中心网络虚拟化技术。分析了数据中心网络虚拟化的研究现状,研究了当前流行的几种网络虚拟化解决方案,包括VMware解决方案、微软Hyper-V解决方案、Cisco OTV解决方案和NV03技术,重点分析了各个方案的结构和数据通信。 (2)采用华为公司提出的ISIS-NVO3网络虚拟化方案,根据ISIS-NVO3网络虚拟化方案已有的控制平面需求,本文提出了方案的数据平面需求,设计了方案的网络架构,细化了数据平面机制。 (3)设计与实现了ISIS-NVO3网络虚拟化系统的数据平面。本文基于ISIS-NVO3网络虚拟化方案数据平面的设计,基于OpenvSwitch开源平台,提出了扩展OpenvSwitch的需求分析和设计方案,并给出了关键扩展模块的实现。 (4)对ISIS-NVO3系统进行从网络环境的搭建到数据平面功能的全面测试,验证了方案的可行性。
【关键词】：数据中心 网络虚拟化 三层虚拟覆盖网 开放虚拟交换机
【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】：TP308
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 前言10-12
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 论文研究内容10-11
• 1.3 论文组织结构11-12
• 第二章 数据中心网络虚拟化综述12-30
• 2.1 数据中心网络虚拟化研究现状12
• 2.2 VMWARE解决方案12-16
• 2.2.1 网络虚拟化组件13
• 2.2.2 隧道封装技术(VXLAN)13-15
• 2.2.3 数据通信15-16
• 2.3 微软HYPER-V解决方案16-19
• 2.3.1 Hyper-V架构17-18
• 2.3.2 虚拟网络的数据通信18-19
• 2.4 CISCO OTV解决方案19-22
• 2.4.1 OTV控制平面机制19-20
• 2.4.2 OTV数据平面机制20-22
• 2.5 NVO3技术研究22-28
• 2.5.1 NVO3参考模型22-23
• 2.5.2 NVO3功能实体23-26
• 2.5.3 NVO3需求分析26-28
• 2.6 不同方案的对比分析28-29
• 2.6.1 不同方案的结构对比28-29
• 2.6.2 不同方案的数据通信方式对比29
• 2.7 本章小结29-30
• 第三章 ISIS-NVO3网络虚拟化方案30-40
• 3.1 问题描述30-31
• 3.2 数据平面需求分析31-33
• 3.3 方案设计33-39
• 3.3.1 ISIS-NVO3网络架构33
• 3.3.2 数据平面机制33-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 ISIS-NV03虚拟化系统数据平面的设计与实现40-61
• 4.1 数据平面的平台分析40-41
• 4.1.1 主机虚拟化平台40
• 4.1.2 虚拟交换平台40-41
• 4.2 OPENVSWITCH分析41-43
• 4.2.1 OpenvSwitch简介41-42
• 4.2.2 OpenvSwitch结构分析42-43
• 4.3 扩展OPENVSWITCH的需求分析43-44
• 4.4 扩展OPENVSWITCH的总体设计44-48
• 4.4.1 扩展OpenvSwitch的总体结构44-46
• 4.4.2 构建和维护NV03控制信息的模块结构46-47
• 4.4.3 ovs-vswitchd模块的扩展47
• 4.4.4 ovs-dpctl模块的扩展47-48
• 4.4.5 datapath模块的扩展48
• 4.5 建立NV03控制信息的设计与实现48-60
• 4.5.1 JSON存储设计48-49
• 4.5.2 构建和维护NV03控制信息的详细设计49-51
• 4.5.3 二层环路消除机制的优化51-56
• 4.5.4 增加基于NVO3控制平面信息的VXLAN数据通路56-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 ISIS-NV03网络虚拟化系统的测试61-72
• 5.1 测试目标61
• 5.2 测试环境61-63
• 5.2.1 网络拓扑62
• 5.2.2 创建网卡和网桥62
• 5.2.3 创建VN网络62-63
• 5.2.4 将VM连接到VN网络63
• 5.2.5 运行OpenvSwitch63
• 5.2.6 开启自动配置VN网络的守护进程updateovs63
• 5.3 数据平面测试63-71
• 5.3.1 获取维护VN成员信息63-66
• 5.3.2 获取维护VM的MAC地址信息66-69
• 5.3.3 VM间数据通信69-70
• 5.3.4 查看VN网络的映射信息70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 参考文献74-76
• 缩略语76-77
• 致谢77-78
• 攻读学位期间发表的学术论文78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李丹;陈贵海;任丰原;蒋长林;徐明伟;;数据中心网络的研究进展与趋势[J];计算机学报;2014年02期

2 赵慧玲;解云鹏;史凡;;网络虚拟化及网络功能虚拟化技术探讨[J];中兴通讯技术;2014年03期

  本文关键词：数据中心网络虚拟化数据平面技术的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：466771