基于SDN的路由映射算法的设计与实现

发布时间：2017-06-26 01:12

  本文关键词：基于SDN的路由映射算法的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：互联网迅猛发展的今天,原有的网络体系结构已不能满足未来网络发展的需求,软件定义网络(Software Defined Network, SDN)应运而生。SDN不同于传统网络的是实现了控制平面与转发平面的分离,转发策略由控制器进行控制,底层网络仅实现数据的转发。OpenFlow是一个较为成熟的SDN解决方案。OpenFlow网络中的交换机采用的是二层技术,无法提供三层的路由功能。本文依托于华为与北邮合作的“SDN控制器集成高级路由组件”项目。此项目中提出的全网路由虚拟化系统是一种为SDN网络提供路由服务的方案。如何在全网路由虚拟化系统中将路由信息转化成SDN交换机的流表、下发到交换机并对拓扑的变化做出响应是需要解决的问题。 为了解决上述问题,需要分析RouteFlow的流表生成与下发流程,并研究全网路由虚拟化系统的多种映射方式。为了实现多种映射方式下的流表生成与下发功能,需要对原有流程做改进。此外,全网路由虚拟化系统需要能够对拓扑的变化做出响应,而继续采用单级流表结构不能满足此项需求,故提出在SDN交换机上采用多级流表的方式完成拓扑变化响应功能。本文首先分析了SDN技术、OpenFlow网络的基本架构和工作机制,并描述了传统IP网络的路由实现技术及路由过程；接下来分析SDN及OpenFlow网络中已有的提供路由服务的项目,包括各个项目的整体架构和工作原理；在研究全网路由虚拟化系统的整体架构与主体功能的基础上,分析路由信息映射到流表过程中所需提供的功能；最后根据需求设计路由映射算法,分为三个模块实现所需功能并测试。测试结果表明各个模块能够达到预期目标。部署了本文所述的路由映射算法的全网路由虚拟化系统能够提供路由信息到流表的映射及下发功能,并对拓扑信息的变化做出响应。
【关键词】：SDN 路由 多级流表 映射
【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】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究内容10
• 1.3 论文主要内容10-11
• 1.4 论文组织结构11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 第二章 相关技术分析13-30
• 2.1 SDN与OpenFlow相关概念13-19
• 2.1.1 SDN技术13-14
• 2.1.2 OpenFlow模型14-15
• 2.1.3 OpenFlow交换机15-18
• 2.1.4 OpenFlow控制器18-19
• 2.2 传统路由技术19-24
• 2.2.1 静态路由21-22
• 2.2.2 动态路由22-23
• 2.2.3 路由算法23-24
• 2.3 SDN中已有的提供路由服务项目24-29
• 2.3.1 RouteFlow24-27
• 2.3.2 L3routing27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 路由映射算法的研究与设计30-47
• 3.1 全网路由虚拟化系统30-32
• 3.2 路由映射算法需求分析32-34
• 3.3 路由映射算法的概要设计34-37
• 3.3.1 相关概念定义34-35
• 3.3.2 概要设计35-37
• 3.4 路由映射算法及相关模块的详细设计37-45
• 3.4.1 整体流程37-39
• 3.4.2 拓扑信息处理模块39-40
• 3.4.3 流表生成与下发模块40-42
• 3.4.4 拓扑信息变动响应模块42-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 基于SDN的路由映射算法的实现47-63
• 4.1 仿真平台47-48
• 4.2 数据结构48-50
• 4.3 拓扑信息处理模块50-54
• 4.3.1 拓扑信息初始化50
• 4.3.2 拓扑信息按簇筛选50-51
• 4.3.3 最短路径生成存储51-54
• 4.4 流表生成与下发模块54-57
• 4.5 拓扑信息变动响应模块57-62
• 4.5.1 链路位置查询57
• 4.5.2 第二级流表操作57-59
• 4.5.3 变动响应59-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 基于SDN的路由映射算法的测试63-80
• 5.1 环境搭建63-65
• 5.2 拓扑信息处理模块65-67
• 5.3 流表生成与下发模块67-70
• 5.4 拓扑信息变动响应模块70-79
• 5.4.1 变动发生前设备流表状态71-74
• 5.4.2 簇间链路变动响应74-77
• 5.4.3 簇内链路变动响应77-79
• 5.5 本章小结79-80
• 第六章 总结与展望80-82
• 6.1 全文总结80
• 6.2 现有不足和进一步工作80
• 6.3 硕士研究生期间工作80-82
• 参考文献82-84
• 致谢84-85
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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2 赵慧玲;冯明;史凡;;SDN——未来网络演进的重要趋势[J];电信科学;2012年11期

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4 公凌;;静态路由和动态路由协议介绍及配置分析[J];机电信息;2013年09期

5 侯长逸;;OpenFlow网络软件路由研究[J];兰州大学学报(自然科学版);2013年02期

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本文编号：484245