基于SDN技术的KVM虚拟机跨网段迁移研究

发布时间：2017-09-14 10:50

  本文关键词：基于SDN技术的KVM虚拟机跨网段迁移研究

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【摘要】：随着云计算的兴起，虚拟机技术迎来了非常广阔的应用前景。利用虚拟机技术可以屏蔽掉底层计算机硬件设备的差异从而实现资源配置与利用的最优化。基于此特点，虚拟机技术逐步发展成为云计算领域中虚拟化技术的重要基础。KVM虚拟机是虚拟机技术中发展比较成熟的一种产品。它广泛应用于云计算领域虚拟化技术的实现中。 在云计算应用领域中，KVM虚拟机的跨网段迁移技术一直是研究的热点问题。利用KVM虚拟机的在线迁移技术，可以实现运行着的KVM虚拟机实例无缝透明地从源主机转移到目的主机中。这对于解决云计算系统内部诸如负载均衡、备份存储、热点消除等一系列实际问题具有重要的现实意义。 传统网络由于自身网络设备的封闭性与复杂性，使其在应对网络拓扑变化、网络设备部署、网络节点控制等方面有先天性的不足。由此SDN新型网络应运而生。基于OpenFlow协议的SDN网络将控制层面与转发层面相分离，使用开源控制器通过编程的方式实现网络集中化控制。网络设备专注于数据转发功能的实现。这使得SDN网络变得非常灵活可控，完美地解决了传统网络中出现的诸如网络设备部署繁琐、网络节点控制困难等问题。因此，基于SDN网络的KVM虚拟机在线迁移技术具有重大科研价值。 本文工作以国家科技支撑计划项目“分布式部署的多媒体信息存储云研究与应用设计”为背景，参照基于OpenFlow协议的SDN网络架构构建了一个云计算服务系统，在该系统内部实现了KVM虚拟机的跨网段通信与在线迁移功能。在云计算服务系统中，笔者设计了四层结构。它们分别是控制层、转发层、物理主机层、虚拟租户层。其中，控制层是系统的核心，负责对整个云计算服务系统的网络进行集中化控制。转发层实现数据报文的转发功能。物理主机层上运行多个PC机。这些PC机可以位于不同网段，作为KVM虚拟机的宿主机使用。虚拟租户层上运行KVM虚拟机。这些虚拟机是云计算服务系统对外服务的实体，也是论文实验中虚拟机迁移工作的对象。 具体实现上，本文采用分层实现的策略。控制层选用POX控制器实现链路发现、拓扑管理、路由制定、流表下发等功能。转发层运行Open vSwitch交换机，，实现数据报文的转发处理。物理主机层部署位于不同网段的主机环境，并在此基础上完成VXLAN隧道搭建、NFS共享存储池建立、KVM虚拟环境配置、virt-manager管理工具运行等工作。虚拟租户层部署KVM虚拟机实例的IP地址，实现KVM虚拟机实例的跨网段通信与在线迁移实验。由此，笔者在SDN网络环境中实现了KVM虚拟机的跨网段通信与在线迁移工作。
【关键词】：云计算 SDN OpenFlow KVM VXLAN
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-14
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 论文主要工作12
• 1.3 论文结构12-14
• 第2章 相关理论与技术介绍14-30
• 2.1 SDN 概述14-15
• 2.1.1 SDN 实现方法14
• 2.1.2 SDN 核心技术14-15
• 2.2 OpenFlow 简介15-21
• 2.2.1 OpenFlow v1.0 概述16-19
• 2.2.2 OpenFlow 演进过程19-21
• 2.3 OVS 交换机21-23
• 2.3.1 OVS 交换机工作原理21-23
• 2.3.2 OVS 交换机实现23
• 2.4 SDN 控制器23-27
• 2.4.1 南向网络控制技术24-26
• 2.4.2 北向业务支撑技术26
• 2.4.3 东西向控制器技术26-27
• 2.4.4 SDN 控制器的实现27
• 2.5 KVM 虚拟机技术27-29
• 2.5.1 KVM 介绍28
• 2.5.2 KVM 虚拟机管理工具28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 实验系统概要性设计30-39
• 3.1 总体设计30-31
• 3.1.1 设计原则30-31
• 3.1.2 架构设计31
• 3.2 实验系统描述31-32
• 3.3 层次设计与功能解析32-38
• 3.3.1 控制层设计32-33
• 3.3.2 转发层设计33
• 3.3.3 物理主机层设计33-37
• 3.3.4 虚拟租户层设计37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 实验系统的详细设计与实现39-53
• 4.1 系统架构实现39-40
• 4.2 系统层次实现40-51
• 4.2.1 控制层与转发层实现40-46
• 4.2.2 物理主机层与虚拟租户层实现46-51
• 4.3 实验结果分析51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 总结与展望53-55
• 5.1 论文总结53
• 5.2 未来展望53-55
• 参考文献55-58
• 致谢58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 郑毅;华一强;何晓峰;;SDN的特征、发展现状及趋势[J];电信科学;2013年09期

2 李军;王翔;;云数据中心网络安全的新挑战[J];保密科学技术;2013年08期

3 魏晓辉;蒋娜;郭庆南;李洪亮;;跨域虚拟网络环境下虚拟机Live的迁移机制[J];吉林大学学报(理学版);2011年03期

4 张顺淼;邹复民;;软件定义网络研究综述[J];计算机应用研究;2013年08期

5 左青云;陈鸣;赵广松;邢长友;张国敏;蒋培成;;基于OpenFlow的SDN技术研究[J];软件学报;2013年05期

6 程莹;张云勇;;SDN应用及北向接口技术研究[J];信息通信技术;2014年01期

7 宋平;刘轶;刘驰;张晶晶;钱德沛;郝沁汾;;一种支持细粒度并行的SDN虚拟化编程框架[J];软件学报;2014年10期

8 房秉毅;张歌;张云勇;黄韬;谢俊峰;;开源SDN控制器发展现状研究[J];邮电设计技术;2014年07期

9 雷葆华;王峰;王儰;;SDN核心技术剖析和实战指南[J];中国科技信息;2013年21期

本文编号：849605