SDN协同控制器研究与评测

发布时间：2020-05-14 07:42

【摘要】：互联网的飞速发展,为用户带来了丰富多彩的应用,用户日益增长的业务需求,也对网络架构及其技术提出了新的挑战。光传送网在这样的发展浪潮中,面临着诸多挑战,包括网络扩容压力大、运维管理复杂、跨层域管控难度大,新业务开发慢等。软件定义网络SDN作为一种新型的网络架构已经得到人们的认可并被广泛的应用,如何将SDN应用到光传送网来解决上述问题,成为网络服务商和运营商面临的挑战。SDN控制平面的发展方向,经历了从提高控制器性能到可拓展性更好的分布式系统方向的转变,分级分域的SDN网络将成为SDN控制平面的发展趋势。另外,传送网北向接口TAPI2.0和北向接口ACTN的标准化工作正在快速推进。结合SDN控制平面的发展趋势和北向接口标准化的最新成果,研究SDN在光网络的协同控制具有非常重要且实际的意义。针对以上讨论,本文设计了一种SDN协同控制方案,并使用最新的标准北向接口TAPI2.0和ACTN,完成了协同控制方案光传送网场景的组网实现和评测。本文的主要研究工作包括以下几点:(1)设计了一种SDN协同控制方案,该协同方案包含Web网管应用、协同控制器、北向接口和单域控制器四部分。此方案中,每个SDN域由各自的控制器管理,SDN域之间的通信由上层的协同控制器来负责;北向接口采用最新的传送网标准北向接口TAPI2.0和ACTN。(2)结合OTN光传送网需求,开发了协同控制器。采用Nodejs编程环境,支持海量网络网元信息的高效并行获取。另外,协同控制器通过模型解析模块实现对北向接口的灵活支持,只需提供北向接口的YANG模型描述,通过对模型语言结构的编程解析,完成协同控制器北向接口的编程调用。(3)根据文中设计的协同控制方案和协同控制器,完成协同控制方案的TAPI2.0和ACTN组网实现,联合国内不同厂商的域控制器搭建光传送网场景实验平台,评测文中提出的协同控制方案。通过对北向接口的具体功能模块的实现,完成了对协同控制方案有效性的评测。本文协同控制方案的组网过程中,也形成了一种标准北向接口的功能测试方法,利用RESTServer编程模拟单个网络域,突出RESTful风格北向接口的功能交互而忽略单域网络的实现方式,基于北向接口YANG模型的自动化编程解析,简化标准北向接口的测试工作。
【图文】：

和数据传送模块的特点，为网络创新提供了一种更好的实验方法。构成ＳＤＮ网逡逑络体系结构的主要是被称为“三层两接口”的五部分，自上而下分别是网络应用逡逑层、北向接口、控制平面、南向接口和通用的数据转发平面［１９］，如图２－１所示。逡逑不同层面之间采用标准开放接口也是ＳＤＮ特征的一部分，我们在讨论ＳＤＮ相关逡逑问题时，会有狭义上或广义上的一些差别，但一般符合上述三种核心特征的网络逡逑都可以称为软件定义网络。逡逑ＳＤＮ网络应用逡逑北向接口逡逑ＳＤＮ控制平而逡逑！逦；逦＃南向接口丨邋：逡逑图２－１邋ＳＤＮ体系架构图逡逑ＳＤＮ以控制平面为核心，通过北向接口完成统一的控制层网络资源的抽象，逡逑向应用层提供可调用的应用编程接口逦实现对数据转发平面设备的管控。通逡逑过南向接口完成控制平面流表指令到数据转发平面的下发，实现对底层网络的管逡逑控。数据转发平面作为通用的硬件基础平台，一方面通过控制平面下发的流表指逡逑７逡逑

业联盟同样完成了对ＴＡＰＩ２．０多厂商控制器互联互通测试，，中国通信标准化协会逡逑ＣＣＳＡ也积极推出更加完备使用起来更加方便的新标准。逡逑ＴＡＰＩ２．０采用模块化的定义方式，如图２－２所示。其相较于ＴＡＰＩ１．０，邋ＴＡＰＩ２．０逡逑对象的概念和定义更加清晰完备，支持更多业务控制以及性能检测等，对光网络逡逑分层协议ＥＴＨ／ＯＤＵ／ＯＣＨ完成扩展［５］。逡逑逦！逦！逦ＴＡＰＩ公共提块逡逑逦邋—逦—￣￣￣－１邋邋？邋ＴａｐＩＣｏｍｍｏｎ邋逦—邋逦逦逡逑逦Ｕ逦逡逑＇邋＊？邋？邋ｗ邋＞邋■！0？■邋？邋－＞邋４０？邋？，＊：？－（＊＞？－冰？邋４Ｈ？邋Ｉ邋？？ｒ邋．－汾逦＇邋ＶＷ邋－逦＞■？？？？邋．邋＊邋ＭＷ逦－９Ｗ＊邋－邋－Ｗ－邋＇逦？切ｆｔ邋．逡逑＿＿—＿逦————ｓ逦￣￣Ｌ＾逦ＴＡＰＩ功能ｔ莫块逡逑—■＞邋ＴａｐｉＴｏｐｏｌｇｙ逦逦逦逦逦＾邋ＴｓｐｔＣｏｎｎｅｃｔｉｖｒｔｙ逦ＴｓｐｉＮｏｔｉｆｉｃｓｔｉｏｎ逡逑＾逦八逦ｊ邋＼逡逑ｔ邋［＝：」逦＿邋Ｉ逡逑ＴｓｆｔｉＶｉｒｔｙａｌＮｅｔｗｏｒｋ邋｜邋Ｔａ＾ＰａｔｈＣｏｍｐｙｔａｔｉｏｎ邋ＴａｐｉＯＡＭ邋ｊ逡逑＼逦ＴＡＰｉｌ＾Ｕｒ＾逡逑厂 今…—了—…］逡逑ｖ逦＇ｆ－逦ｗ逦Ｖ逦Ｖ逡逑！逦１逦ｌ逦ｉ．逦上…＇逡逑ＴａｐｉＥｔｈ逦ＴａｐｉＯＯＵ邋！邋ＴａｐｉＯｔｓｉ逦；逦ｒ
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP393.0;TN929.1

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本文编号：2663041