基于SDN的电力数据中心架构研究及性能分析

发布时间：2017-09-06 18:16

  本文关键词：基于SDN的电力数据中心架构研究及性能分析

  更多相关文章： 电力数据中心 软件定义网络 Open Flow交换机 多域Open Flow网络协作模型 仿真平台 性能测试

【摘要】：国家电网公司从“十一五”以来积极开展“SG186”工程建设,大力推进信息化建设,开始构建电力数据中心。随后“十二五”期间,提出了构建坚强智能电网和三集五大体系的重大举措,要求信息通信能力进一步全面提升,确保相关支撑信息系统能够稳定运行。数据量的剧增,将造成电力数据中心规模的不断增大、数据交换的不断加快,对海量智能电网信息的存储过程提出了更高的要求。然而传统的数据中心网络的具有服务器到服务器连接和带宽受限、资源分散、路由效率低、配置开销大等缺点,难以满足电力公司的高扩展性、高健壮性、低配置开销、灵活的拓扑等方面的需求。电力数据中心的网络架构急需改进。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)这一新型的网络技术的提出及其在谷歌数据中心中的成功运用为解决电力数据中心的瓶颈问题提供了新的解决方案。SDN采用Open Flow协议构成一个控制/转发分离的网络,满足了电力数据中心密集型服务器需要集中管理的需求。本文首先对当前电力数据中心的现状进行分析,根据存在的问题提出将基于Open Flow的SDN技术应用于电力数据中心,随后分析了Open Flow交换机在电力数据中心中应用的扩展性问题,对于拥有大量交换机的数据中心网络需要采用分布式的多控制器进行管理,然而目前还没有多控制器之间相互合作的机制研究,当有跨域请求出现时,往往采用洪泛机制进行数据传输,这样不仅传输时间长而且容易造成网络阻塞,大大降低了传输效率。在分析以上问题的基础上,本文提出了多域Open Flow网络协作模型,通过允许不同的网络域之间相互协作提升网络性能。最后,在仿真平台上对多域Open Flow网络协作模型的性能进行测试,选取Mininet搭建网络拓扑,NOX作为控制器,使用Wireshark对网络上的流量进行监测。Open Flow交换机比一般的以太网交换机在各项网络性能指标上表现得更突出,并且本文所提出了多域Open Flow网络协作模型也比传统的洪泛机制在网络阻塞率和路径长度方面具有更好地性能,为Open Flow交换机在电力数据中心的应用提高了良好的理论依据。
【关键词】：电力数据中心 软件定义网络 Open Flow交换机 多域Open Flow网络协作模型 仿真平台 性能测试
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP308;TM711
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.1.1 选题背景10-11
• 1.1.2 研究意义11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.2.1 SDN的国内外研究现状11-12
• 1.2.2 电力数据中心的研究现状12
• 1.3 本文主要工作及内容安排12-14
• 第2章 基于OpenFlow的SDN技术14-21
• 2.1 传统网络的问题与挑战14-15
• 2.2 SDN概述15-16
• 2.3 OpenFlow概述16-19
• 2.3.1 OpenFlow交换机16-17
• 2.3.2 FlowVisor17-18
• 2.3.3 控制器（Controller）18-19
• 2.4 基于OpenFlow的SDN应用19
• 2.5 本章小结19-21
• 第3章 电力数据中心的现状分析与改进需求21-26
• 3.1 电力数据中心总体结构21-23
• 3.2 电力数据中心网络的问题分析23-24
• 3.3 SDN在电力数据中心中的应用需求24-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第4章 基于SDN的电力数据中心架构研究26-34
• 4.1 基于SDN的电力数据中心架构研究26-27
• 4.2 多域OpenFlow网络协作模型27-30
• 4.2.1 多域OpenFlow网络协作模型的构建27-30
• 4.3 多域OpenFlow网络协作模型工作原理30-33
• 4.3.1 Dijkstra算法30-31
• 4.3.2 区域网络拓扑信息的感知31-32
• 4.3.3 下发流表32
• 4.3.4 区域内和区域间数据包的路由32-33
• 4.4 本章小结33-34
• 第5章 测试环境搭建及性能测试34-43
• 5.1 OpenFlow仿真平台34-39
• 5.1.1 仿真OpenFlow网络的Mininet34-35
• 5.1.2 NOX控制器35-36
• 5.1.3 OpenFlow仿真平台的运行36-39
• 5.2 仿真结果与分析39-42
• 5.3 本章小结42-43
• 第6章 总结与展望43-45
• 参考文献45-48
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果48-49
• 致谢49

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本文编号：804683