支持OpenFlow交换机的关键技术研究与实现

发布时间：2019-11-23 23:39

【摘要】：随着互联网的不断普及和成熟，网络技术的研究正飞速发展。但一直以来，大规模商用网络的部署一直被网络运营商所垄断，其交换设备的接口也被设备提供商封闭。实际网络中，从设备到协议都采用成熟而又复杂的技术。实验室中的最新技术往往得不到验证，在现有的网络设备及协议基础之上，想要对已有网络进行创新性试验变得越来越困难。OpenFlow是近年来为支持网络创新研究而提出的基于流分类的新型网络试验技术，也是下一代互联网的核心技术之一。OpenFlow技术的出现为广大研究人员提供了一个可编程、可控制、可扩展的实验平台。论文深入研究了OpenFlow技术，阐述了当前互联网存在的问题，OpenFlow的提出和发展，以及运用OpenFlow的SDN技术；其次，介绍了OpenFlow交换机及其基本模型，分析了几种OpenFlow交换机的实现方案，并做了较为详细的比较和分析。本文着重研究了OpenFlow协议，将协议拆分为两个大的部分进行深入研究。首先，研究了OpenFlow隧道的建立过程，以及消息的交互，并根据协议的定义，设计了一套交换机侧所用的、用于管理OpenFlow隧道的有限状态机；其次，研究了OpenFlow交换机的流表，流表是OpenFlow最重要的组成部分，相当于常规交换的Mac表和路由表，每个流表由许多流表项组成，流表项则代表转发规则，进入交换机的数据包通过查询流表来取得对应的操作；最后，根据OpenFlow1.3.1流表的结构，提出了一种转发控制列表和CPU控制报文转发相结合的实现方案，可实现单机流表和多级流表的转发。实验结果表明，该OpenFlow交换机具备搭建网络实验平台的功能。
【图文】：

统计图,统计图,总数,新技术

图 2.1 IETF RFC 总数统计图由于互联网设计的固有缺陷，产业界在面对新技术带来的高投入、低回报以等问题时，，不愿意用新技术替换已经被广泛采用的成熟旧技术。新技术的商投入大量的人力和物力，先驱者只能等到大多数竞争对手都推行该技术之后回报。所以在技术成熟之前，大多数网络运营商和设备提供商都会持观望态实验室网络中测试新技术的手段，在网络规模和网络流量等方面都不可能完出真实的互联网环境，在实验室网络环境下对新技术做出的评估结果，并不其在互联网环境中的真实状况[14]，也在一定程度上增加了技术风险。另外，众多解决方案中能否成为最优也是未知数。 OpenFlow 技术综述

主机,发送数据,数据包,端口

图 5.3 主机 A 发送数据包同时端口 gigaethernet 1/0/10 与主机 B 相连，在主机 B 上运行 EtherPeek，用以验证是否捕获数据包。
【学位授予单位】：武汉邮电科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN915.05

【参考文献】