基于SDN-Openflow的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、云計(jì)算技術(shù)風(fēng)起云涌，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興業(yè)務(wù)的不斷興起以及大眾接入帶寬的快速增長(zhǎng)，這些信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展帶來(lái)了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量的快速增長(zhǎng)。而互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心作為互聯(lián)網(wǎng)公司業(yè)務(wù)處理的核心，擁有數(shù)十萬(wàn)臺(tái)物理服務(wù)器，數(shù)百萬(wàn)臺(tái)虛擬機(jī)。為了將這些服務(wù)器相連接，需要數(shù)千臺(tái)物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和數(shù)萬(wàn)臺(tái)虛擬交換機(jī)。如此大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)如果采用一般的IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)難以管理和維護(hù)、極難進(jìn)行故障定位和排除、新的業(yè)務(wù)難以布置到現(xiàn)

2、有網(wǎng)絡(luò)中等問(wèn)題。
　　為應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的這些問(wèn)題，滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量和業(yè)務(wù)需求，一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SoftwareDefined Network,SDN）被提出并被廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中。SDN將網(wǎng)絡(luò)中分為數(shù)據(jù)層與控制層，在控制層采用集中控制的方式對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，使用戶(hù)能夠方便地獲取網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)信息；同時(shí)提供可編程、開(kāi)放的應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Inte

3、rface,API），使用戶(hù)可以根據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)發(fā)、部署自己感興趣的業(yè)務(wù)。目前，OpenFlow是SDN的一種具體實(shí)現(xiàn)，它作為控制層與數(shù)據(jù)層之間的通信協(xié)議，在業(yè)界得到廣泛應(yīng)用。
　　本文主要研究如何在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)OpenFlow實(shí)現(xiàn)常用的二層網(wǎng)絡(luò)的管理功能、在SDN/IP混合拓?fù)渲袑?shí)現(xiàn)生成樹(shù)協(xié)議以及為網(wǎng)絡(luò)中的特殊流量提供服務(wù)質(zhì)量（QoS，Quality of Service）保證。利用OpenFlow開(kāi)源平臺(tái)POX作為控

4、制器，在上面開(kāi)發(fā)多個(gè)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)二層網(wǎng)絡(luò)管理功能，同時(shí)由于OpenFlow目前的局限性，無(wú)法提供所有的二層網(wǎng)絡(luò)功能，所以實(shí)驗(yàn)中對(duì)OpenFlow協(xié)議進(jìn)行了修改，以滿(mǎn)足交換機(jī)常用的二層功能，如端口管理配置、隊(duì)列管理、鏡像管理等。由于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，SDN無(wú)法完全替代普通交換機(jī)，所以需要由SDN交換機(jī)和普通交換設(shè)備組成SDN/IP混合拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)，這時(shí)由于控制器無(wú)法獲取全網(wǎng)的拓?fù)湫畔?，所以需要在SDN/IP混合網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)生成樹(shù)協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)中，一些