学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

软件定义的新型网络节点设计研究

作　者: 张弘
导　师: 廖丹
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: OpenFlow 软件路由器软件交换机
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 66次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

互联网络的巨大发展使网络中所承载的业务日益增多，网络环境也日趋复杂。传统网络节点功能相对单一，对多种网络业务的适应能力有限，无法提供最优的通信服务。为了对现有以及未来的网络业务提供普适性的服务，提高网络节点功能的扩展性与配置的灵活性成为目前网络节点发展的主要方向。现有的网络节点大多为思科、华为等厂商生产的硬件网络节点。硬件网络节点能提供较好的性能与稳定性，但通常扩展性较弱，系统封闭。相对于硬件网络节点，软件网络节点提供了更强的灵活性与扩展性。以Click Modular Router以及XORP为代表的一系列软件网络节点均以高扩展性与高灵活性著称，可以提供多种业务支持，同时为适应新业务也预留了开发接口。但软件网络节点在性能上与硬件网络节点仍有差距，这也限制了软件网络节点的应用领域。除了网络节点本身，一些网络新技术同样可以增强网络节点扩展性与灵活性，OpenFlow技术就是其中之一。OpenFlow技术提供了基于流的匹配方式，可以有效的为不同的业务分类；提供了基于软件的转发策略管理，可以由用户根据需要自定义转发规则。OpenFlow技术几乎为网络提供了无限的扩展可能，这同时也促进了OpenFlow近几年的飞速发展。为了能使软件网络节点在提供更强的扩展性与灵活性的同时也在性能上取得一定的平衡，本文在现有软件网络节点的基础上，研究设计了一种软件定义的新型路由器结构。通过对现有软件路由器设计的借鉴与修改开发了软件定义的新型路由器原型。并将原型进行了功能的测试，验证了这种软件定义的新型路由器结构的可行性。之后本文将软件定义的新型路由器的设计思想与OpenFlow技术相结合，通过对现有OpenFlow软件交换机设计的借鉴，开发了支持OpenFlow技术的软件定义的新型交换机原型，并进行了功能的测试，进一步证明了这种新型网络节点设计的可行性。综上所述，本文研究并设计了一种软件定义的新型网络节点结构，并开发了相应的原型进行测试，为软件网络节点的设计提供了一定的参考。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-10
第一章绪论  10-15
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 课题研究内容  11-13
    1.2.1 软件定义的新型网络节点结构简介  12-13
    1.2.2 本文的主要研究内容  13
  1.3 论文组织结构  13-14
  1.4 本章小结  14-15
第二章相关技术分析与研究  15-31
  2.1 软件定义路由器分析与研究  15-19
    2.1.1 Quagga 软件路由器分析与研究  15-17
    2.1.2 Click Router 软件路由器分析与研究  17-19
  2.2 软件定义交换机分析与研究  19-21
    2.2.1 OpenFlow Linux Software Reference System 分析与研究  19-20
    2.2.2 Open vSwitch 分析与研究  20-21
  2.3 OpenFlow 技术分析与研究  21-30
    2.3.1 OpenFlow 技术优势  21-22
    2.3.2 OpenFlow 交换机的构成  22
    2.3.3 流表  22-27
      2.3.3.1 报头域  23
      2.3.3.2 计数器  23
      2.3.3.3 动作  23-27
    2.3.4 安全信道  27
    2.3.5 OpenFlow 协议简介  27-29
      2.3.5.1 控制器到交换机消息  27
      2.3.5.2 异步消息  27-28
      2.3.5.3 同步消息  28
      2.3.5.4 建立连接  28-29
      2.3.5.5 连接中断  29
    2.3.6 OpenFlow 控制器简介  29-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章软件定义的新型路由器设计研究  31-51
  3.1 DSR 概要设计  31-32
  3.2 DSR 模块设计  32-41
    3.2.1 Click 模块设计  33-36
    3.2.2 DSR_eth 模块设计  36-38
    3.2.3 DSR_server 模块设计  38-40
    3.2.4 RIP、OSPF 等功能模块设计  40-41
  3.3 DSR 内部通信设计  41-43
  3.4 DSR 运行流程研究与设计  43-45
    3.4.1 协议报文处理流程  43-44
    3.4.2 数据报文处理流程  44-45
  3.5 DSR 的部署与测试  45-50
    3.5.1 DSR 的测试环境  45-46
    3.5.2 DSR 内部控制测试  46-48
    3.5.3 静态路由转发测试  48-49
    3.5.4 RIP 功能模块运行测试  49-50
  3.6 本章小结  50-51
第四章软件定义的新型交换机设计研究  51-79
  4.1 OFDS 概要设计  51-53
  4.2 OFDS 模块设计  53-58
    4.2.1 Secchan（Secure Channel）模块设计  54-55
    4.2.2 Dpserver（datapath server）模块设计  55-56
    4.2.3 Dpclient（datapath client）模块设计  56-57
    4.2.4 Of-click（openflow-click）模块设计  57-58
  4.3 OFDS 的关键技术研究  58-68
    4.3.1 OFDS 的端口添加与删除的研究与设计  58-59
    4.3.2 OFDS 内部交换技术研究与设计  59-60
    4.3.3 基于 Click Router 的流表查找与转发研究与设计  60-62
    4.3.4 OFDS 的流表添加与删除的研究与设计  62-66
    4.3.5 OFDS 中计数器的分布式处理研究与设计  66
    4.3.6 Packet in 与 Send packet 报文处理研究与设计  66-68
  4.4 OFDS 的内部模块交互设计  68-70
  4.5 OFDS 的工作流程设计  70-73
    4.5.1 OFDS 中的 OpenFlow 协议报文处理流程  70-72
    4.5.2 OFDS 中的数据报文处理流程  72-73
  4.6 OFDS 的部署与验证  73-78
    4.6.1 OFDS 的部署与测试环境  73-74
    4.6.2 OFDS 内部初始化测试  74-75
    4.6.3 OFDS 与 OpenFlow 控制器连通性测试  75-76
    4.6.4 OFDS 基本转发功能测试  76-78
  4.7 本章小结  78-79
第五章结论  79-80
  5.1 总结  79
  5.2 下一步的工作  79-80
致谢  80-81
参考文献  81-83

软件定义的新型网络节点设计研究

内容摘要

全文目录

相似论文