基于OpenFlow的软件定义网络缓存加速系统的研究与实现

发布时间：2017-06-27 02:14

  本文关键词：基于OpenFlow的软件定义网络缓存加速系统的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网业务的飞速发展,网络中的内容流量大幅增长。人们在网上浏览新闻、欣赏在线视频或收看IPTV时,热门的内容被不断地重复请求,占用了大量的网络带宽资源,降低了网络服务质量。 现有网络主要采用以CDN(Content Distribution Network,内容分发网络)、透明代理技术等为代表的应用层技术方案来改善网络的内容服务质量,一定程度上缓解了互联网中的流量压力。但这种采用overlay的方式部署在网络应用层之上的解决方案仍存在一些不足：首先,使用应用层代理的服务请求方式使得网络流量变得更加复杂,网络服务商难以对其进行有效管控,造成无法动态灵活的制定策略,降低了网络运营效率；其次,在现有分布式的网络结构中,应用层的解决方案不能感知网络全局状态信息和拓扑信息,并且缺少实时控制网络中数据路由交换的手段,从而难以直接在网络层面为用户提供定制化的服务,导致业务系统越来越复杂。 本文基于OpenFlow协议,在软件定义网络(SDN,Software-Defined Networking)环境中,针对现有网络缓存加速技术存在的缺陷,设计了一套网络缓存加速系统。利用SDN网络中数据转发由控制器集中进行管控的优势和对虚拟网络划分的支持,本文使用Floodlight控制器内容请求进行处理,实现了根据网络状态、虚拟网络优先级、用户服务定制级别等细粒度的参数来选择要使用的缓存结点和执行的缓存策略,从而达到更加高效的内容缓存,为用户提供定制化服务。此外,本文通过在控制器端编写北向调用接口,构建了Web管理平台以提供可视化的网络管理操作。 最后,本文利用Open vSwitch交换机构建的SDN网络环境,对本文提出的缓存加速系统进行了验证。实验分别针对不同虚拟网络用户的缓存服务和同一虚拟网络不同定制用户的缓存服务两个场景进行了功能验证。实验结果表明本文提出的缓存加速系统达到预期目标,为用户提供了高效、定制化的缓存加速服务。
【关键词】：软件定义网络 缓存服务 流量调度 定制化服务
【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】：TP333
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 研究目标和内容11-12
• 1.3 论文结构12-13
• 第二章 相关技术介绍与研究13-29
• 2.1 OpenFlow技术概述13-23
• 2.1.1 OpenFlow协议13-16
• 2.1.2 Floodlight控制器16-20
• 2.1.3 Open vSwitch交换机20-23
• 2.2 开源FlowVisor网络虚拟化控制器概述23-27
• 2.2.1 FlowVisor工作原理23-25
• 2.2.2 FlowVisor架构25-27
• 2.3 现有网络缓存加速技术27-29
• 第三章 基于OpenFlow的软件定义网络缓存加速系统概要设计29-37
• 3.1 系统需求分析29-30
• 3.2 系统总体架构设计30-37
• 3.2.1 网络全局信息管理设计31-32
• 3.2.2 Web管理平台设计32-33
• 3.2.3 虚拟网络管理设计33-37
• 第四章 基于OpenFlow的软件定义网络缓存加速系统的功能实现37-58
• 4.1 OpenFlow协议处理流程37-39
• 4.2 缓存服务功能模块实现39-47
• 4.2.1 注册缓存服务功能模块41-43
• 4.2.2 缓存规则匹配表43-44
• 4.2.3 缓存服务处理44-46
• 4.2.4 控制器中模块调用接口46-47
• 4.3 Web管理平台实现47-50
• 4.3.1 Web管理平台前端功能实现47-48
• 4.3.2 控制器端REST接口实现48-50
• 4.4 虚拟网络平台的实现50-58
• 4.4.1 虚拟网络管理NVP工作原理51-53
• 4.4.2 NVP架构53-54
• 4.4.3 NVP配置与启动54-58
• 第五章 平台构建及实验验证58-71
• 5.1 系统测试环境58-64
• 5.1.1 系统测试网络拓扑58-59
• 5.1.2 系统测试软硬件配置59
• 5.1.3 系统测试环境启动59-64
• 5.2 测试案例64-71
• 5.2.1 基于不同虚拟网络的缓存服务64-68
• 5.2.2 同一虚拟网络内不同用户的缓存服务68-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 全文总结71-72
• 6.2 不足和下一步工作72-73
• 参考文献73-75
• 附录 缩略语75-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间发表的学术论文目录77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 俞淑妍;丁健;刘江;黄韬;;校园级SDN创新试验平台的研究与实践[J];信息通信技术;2014年01期

  本文关键词：基于OpenFlow的软件定义网络缓存加速系统的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：488299