基于SDN分层控制器的分布式BGP协议研究

发布时间：2017-07-13 14:00

  本文关键词：基于SDN分层控制器的分布式BGP协议研究

  更多相关文章： SDN分层控制器 分布式BGP协议 路由同步 可拓展性

【摘要】：边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP)作为自治系统之间的路由协议,主要负责与其他BGP系统交换网络层可达性信息。然而,随着互联网规模与流量的爆发式增长,网络应用日趋复杂,对路由的存储以及计算能力提出了更高的要求,为了更好地解决BGP对等体会话数量急剧增加、路由的猝发更新和间或的路由抖动等问题,本文结合路由并行技术中功能下载的方式,在分层控制器架构基础上,提出了基于SDN分层控制器的分布式BGP协议机制,并对该机制所涉及的相关理论以及技术做出了更加深入的研究。首先,本文介绍了SDN控制器和分布式BGP协议的研究背景以及未来发展趋势,在此基础上对BGP协议工作过程、分层控制器架构设计以及实现过程做了详细的讲解。其次,根据对BGP协议功能模块的分析,基于SDN分层控制器对BGP协议功能下载,提出分层式分布式BGP协议架构,并创新性对路由计算模块中不涉及全局状态的模块也进行功能下载处理,从而提高BGP协议计算与存储的性能,在此架构之上,提出BGP协议分布式处理方案,通过全局控制器与多个本地控制器的交互操作,确保路由协议能够处理更多对等体之间的BGP会话,提高协议的可拓展性。再次,本文提出了分层式BGP协议算法,并根据BGP对等体会话进行划分；然后根据划分算法,对分层BGP协议系统内部进行同步路由信息的削减并实现全局控制器之间的路由同步,随后通过对分层式BGP协议Petri网性能模型的建立、求解以及对更新报文吞吐速率、CPU占用率等数据的测试,对SDN分层式BGP协议系统性能进行评估。最后,对SDN分层式BGP协议系统的对等体会话规模可拓展性、路由更新速率以及路由收敛时间三个指标进行性能的测试,通过与传统BGP系统性能的对比,得出分层式BGP协议系统在可拓展性、路由学习能力、路由高效性等方面都更有优势,更好地证明基于SDN分层控制器的BGP协议分布式架构的优越性。
【关键词】：SDN分层控制器 分布式BGP协议 路由同步 可拓展性
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.04
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 1. 绪论9-19
• 1.1. 研究背景及意义9-10
• 1.2. 国内外研究现状10-16
• 1.2.1. 分布式控制器研究现状10-14
• 1.2.2. 分布式BGP协议并行处理研究现状14-16
• 1.3. 论文主要研究内容与主要贡献16-17
• 1.3.1. 研究主要内容16-17
• 1.3.2. 主要贡献17
• 1.4. 论文组织结构17-19
• 2. 相关技术与研究工作19-29
• 2.1. BGP协议介绍19-24
• 2.1.1. BGP协议简介19
• 2.1.2. BGP协议基本工作过程19-22
• 2.1.3. BGP协议有限状态机22-24
• 2.2. SDN分层控制平面架构介绍24-28
• 2.2.1. SDN分层控制器简介24-25
• 2.2.2. SDN分层控制器设计与实现25-28
• 2.3. 本章小结28-29
• 3. 基于SDN分层控制器的分布式BGP协议研究29-40
• 3.1. BGP协议功能模块分析29-33
• 3.1.1. BGP对等体建立与维护模块30-31
• 3.1.2. 本地路由管理(L-RTM)模块31
• 3.1.3. 全局路由管理(G-RTM)模块31-32
• 3.1.4. BGP路由计算模块32
• 3.1.5. 控制接口管理模块32-33
• 3.2. 基于SDN分层控制器BGP协议功能下载33-39
• 3.2.1. 本地控制器BGP协议功能划分33-35
• 3.2.2. 全局控制器BGP协议功能划分35-36
• 3.2.3. 基于SDN分层控制器的BGP分布式架构36-39
• 3.3. 本章小结39-40
• 4. SDN分层式BGP协议路由算法与随机Petri网性能评价40-52
• 4.1. SDN分层式BGP协议算法研究40-42
• 4.1.1. SDN分层式路由算法选择的依据40
• 4.1.2. SDN分层控制器下基于BGP对等体会话的划分算法40-42
• 4.2. SDN分层架构下全局控制器间路由同步问题研究42-44
• 4.2.1. SDN分层控制器内部同步路由信息的开销削减42-43
• 4.2.2. SDN分层架构下全局控制器间路由同步过程43-44
• 4.3. 基于随机高级Petri网的SDN分层式BGP协议性能的评价44-51
• 4.3.1. SDN分层式BGP协议性能模型求解44-48
• 4.3.2. SDN分层式BGP协议模型性能的评价48-51
• 4.4. 本章小结51-52
• 5. 基于SDN分层控制器分布式BGP协议性能测试与分析52-61
• 5.1. 性能测试目的和环境配置52-55
• 5.1.1. 性能测试目的52-53
• 5.1.2. 性能测试环境配置53
• 5.1.3. SDN分层架构下结点测试拓扑图53-55
• 5.2. 性能测试结果与分析55-60
• 5.2.1. SDN分层式BGP协议对等体会话规模可拓展性测试55-57
• 5.2.2. SDN分层式BGP协议路由更新速率测试57-58
• 5.2.3. SDN分层式BGP协议路由收敛时间测试58-60
• 5.3. 本章小结60-61
• 6. 结论与展望61-63
• 6.1. 论文总结61
• 6.2. 下一步工作61-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目和科研成果66-67
• 致谢67-68

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本文编号：537135