面向数据中心网络的半集中式SDN路由技术研究

发布时间:2017-12-27 20:05

  本文关键词:面向数据中心网络的半集中式SDN路由技术研究 出处:《北京交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 数据中心网络 SDN 半集中式SDN路由技术 基础流表 局部迂回故障处理


【摘要】:在SDN(Software Defined Networking,软件定义网络)体系架构中网络控制功能从网络设备(交换机/路由器)分离出来,集中到中心节点控制器上,交换机只负责数据平面的功能(通过流表进行数据转发)。在大规模的数据中心网络中,路由/流表的计算和分发完全由中心控制器完成,控制器成为了网络的性能瓶颈点和脆弱点。为解决上述问题,本文提出了面向数据中心网络的半集中式SDN路由技术。其主要思想为:每个SDN交换机节点不需要控制器的参与,可以自主构建一个基础流表。基于基础流表,SDN交换机就可以完成基本的数据转发工作,而控制器负责更高级的路由选路工作(故障处理、安全、QoS等),从而有效减轻控制器负担。此外,及时检测和恢复网络故障又是评价网络实用价值的一个重要指标,在数据中心网络中,短时的链路失效会带来巨大的经济损失,有必要研究SDN网络中的故障检测和恢复技术。因此本文针对SDN控制器的高级选路工作中的故障处理机制展开研究,对比分析了现有故障处理机制的不足,在基础流表的基础上设计了一套局部迂回故障处理机制。基于该机制,控制器能够及时检测到链路故障,并在极短的时间内实现故障恢复,实现控制器高级路由选路工作中的故障处理。本文所提出的半集中式SDN路由技术最终基于Ryu控制器以及mininet仿真平台从控制器负载、链路故障恢复时间等方面进行了性能测试。测试结果表明:该方案能够有效降低控制器负载,所设计的局部迂回故障恢复机制,能够及时有效地进行故障恢复。
[Abstract]:In SDN (Software Defined Networking, software defined network) architecture, the network control function is separated from network devices (switches / routers) and centralized to the central node controller, and switches are only responsible for data plane functions. In a large-scale data center network, the computation and distribution of routing / flow table is completed by the central controller. The controller has become the bottleneck and weakness of the network. In order to solve the above problems, this paper proposes a semi centralized SDN routing technology for data center network. The main idea is that each SDN switch node does not need the participation of the controller, and can build a base flow table independently. Based on the basic flow table, SDN switches can perform basic data forwarding, and the controller is responsible for more advanced route routing (fault handling, security, QoS, etc.), thus effectively reducing the controller burden. In addition, timely detection and recovery of network faults is an important indicator to evaluate the practical value of network. In the data center network, short time link failure will bring huge economic losses, so it is necessary to study the fault detection and recovery technology in SDN network. Therefore, in view of the fault handling mechanism of SDN controller's advanced routing, this paper makes a comparative analysis of the shortcomings of the existing fault handling mechanisms, and designs a local circuitous fault handling mechanism based on the underlying flow table. Based on this mechanism, the controller can detect link faults in time and achieve fault recovery in a very short time, so as to achieve fault handling in the advanced routing of controllers. The semi centralized SDN routing technology proposed in this paper is based on the Ryu controller and the mininet simulation platform, and performs the performance test from the aspects of controller load and link failure recovery time. The test results show that the scheme can effectively reduce the load of the controller and the design of the local circuitous recovery mechanism, and can effectively restore the fault in time.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP393.0

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