Vmware+Mininet基于SDN的多策略路由算法(2)
时间:2018-09-11 10:57 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1 引言 1.1 SDN网络背景 随着新型网络的不断出现以及移动互联网、电子商务、大数据等服务的兴起，传统IP网络存在的安全性、灵活性等问题逐渐显现，对网络的未来架构研究已经成为当前网络研究问题中的重点，业内一致认为应该设计一种新型网络架构来适应目前网络的快速发展【1~3】。 SDN（Software Defined Networking，软件定义网络）技术适应了目前网络发展的趋势，它是对当前网络架构的变革，其核心就是控制层面和数据转发的分离【7】。正是由于其对传统网络架构缺陷的改进，SDN的概念被大家广泛接受和认同。SDN网络集中的控制层可以更灵活地调度网络上的资源，标准相统一的南向接口可以虚拟透明其网络设备。这都有助于SDN去改变网络当前的情况，并与网络发展的趋势吻合，能够为越来越多的创新业务提供有力的技术支持。SDN网络架构，能更有效地支持和促进网络业务的创新【4】。 SDN基于软件的网络架构及技术，其特点在于可以集中化地控制网络状态、能实现底层网络设施对上层应用的透明。另外，SDN的控制与数据平面是松耦合的。SDN的软件编程能力比较灵活，这点可以提升网络的自动化管理和控制能力，能有效解决当前网络系统所面临的资源规模扩展受限、难以快速满足业务需求、组网不灵活等问题，对当前网络架构来说是一种革命性的变革。 1.2 SDN网络概述 软件定义网络（Software Defined Network, SDN）是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，核心技术是OpenFlow，它通过分离数据面与网络设备控制面，可以更有效地控制网络流量，使网络作为管道变得更加智能。 ONF是当前业界规模最大也是最活跃的SDN标准组织，该组织提出的SDN的典型架构分为三层，自上而下分别为应用层、控制层和基础设施层。其中，应用层位于最上层，可以处理不同的业务和应用；中间的控制层主要处理数据平资源，文护网络状态信息、拓扑信息等；基础设施层位于最下层，它主要负责的是数据的处理和转发，以及状态的收集【4】。ONF提出的SDN架构如图1.1所示。  图1.1 ONF提出的SDN架构 1.3 OpenFlow协议简介 根据对SDN网络的架构定义，SDN交换机只对网络数据进行高速转发，SDN控制器保存了用来进行转发决策的转发表信息，它通过南向接口对网络中全部交换机进行集中管理【4】。OpenFlow是比较常用的控制器南向接口。 OpenFlow协议是在2008年提出的，从提出到现在，OpenFlow已经在软件支持和硬件方面取得了长足的发展。原来的报文转发过程由交换机或路由器控制，现在变为由OpenFlow交换机和控制器共同控制，用于分离数据转发和路由控制。另外，控制器可以根据规定好的接口操作来对OpenFlow交换机中的流表进行控制，从而完成对控制数据的转发。OpenFlow网络由控制器（Controller）、网络虚拟化层（FlowVisor）、OpenFlow交换机（OpenFlowSwitch）三部分构成。其中，OpenFlow交换机负责数据层的转发，网络虚拟化层负责网络的虚拟化，控制器层对网络进行集中控制。 OpenFlow标准的名称是OpenFlow Switch Specification，它是一份设备规范，规定了OpenFlow交换机的基本组件和功能要求，以及用于由控制器对交换机进行控制的OpenFlow协议。OpenFlow v1.0是OpenFlow协议的第一个版本，是OpenFlow规范后续版本的基础，该版本中已经充分体现了SDN网络的整体架构和核心设计思想。OpenFlow v1.0的核心组成为流表（FlowTable）、安全通道（Secure Channel）和协议（OpenFlowProtocol）。其中，流表是OpenFlow交换机的关键组件，可以对数据包进行查询与转发，OpenFlow交换机需要安全通道与远程的控制器进行通信，安全通道上传输OpenFlow协议，用来传递交换机和控制器之间的管理控制信息。 (责任编辑：qin) |