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

1、云計算技術風起云涌，移動互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興業(yè)務的不斷興起以及大眾接入帶寬的快速增長，這些信息技術的蓬勃發(fā)展帶來了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量的快速增長。而互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心作為互聯(lián)網(wǎng)公司業(yè)務處理的核心，擁有數(shù)十萬臺物理服務器，數(shù)百萬臺虛擬機。為了將這些服務器相連接，需要數(shù)千臺物理網(wǎng)絡設備和數(shù)萬臺虛擬交換機。如此大規(guī)模的網(wǎng)絡如果采用一般的IP網(wǎng)絡架構，將會產(chǎn)生網(wǎng)絡結構復雜、網(wǎng)絡難以管理和維護、極難進行故障定位和排除、新的業(yè)務難以布置到現(xiàn)

2、有網(wǎng)絡中等問題。
　　為應對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的這些問題，滿足日益增長的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量和業(yè)務需求，一種新型網(wǎng)絡創(chuàng)新架構軟件定義網(wǎng)絡（SoftwareDefined Network,SDN）被提出并被廣泛應用在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中。SDN將網(wǎng)絡中分為數(shù)據(jù)層與控制層，在控制層采用集中控制的方式對整個網(wǎng)絡進行管理，使用戶能夠方便地獲取網(wǎng)絡的動態(tài)信息；同時提供可編程、開放的應用程序編程接口（Application Programming Inte

3、rface,API），使用戶可以根據(jù)需要在網(wǎng)絡中開發(fā)、部署自己感興趣的業(yè)務。目前，OpenFlow是SDN的一種具體實現(xiàn)，它作為控制層與數(shù)據(jù)層之間的通信協(xié)議，在業(yè)界得到廣泛應用。
　　本文主要研究如何在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中，通過OpenFlow實現(xiàn)常用的二層網(wǎng)絡的管理功能、在SDN/IP混合拓撲中實現(xiàn)生成樹協(xié)議以及為網(wǎng)絡中的特殊流量提供服務質量（QoS，Quality of Service）保證。利用OpenFlow開源平臺POX作為控

4、制器，在上面開發(fā)多個應用來實現(xiàn)二層網(wǎng)絡管理功能，同時由于OpenFlow目前的局限性，無法提供所有的二層網(wǎng)絡功能，所以實驗中對OpenFlow協(xié)議進行了修改，以滿足交換機常用的二層功能，如端口管理配置、隊列管理、鏡像管理等。由于在實際網(wǎng)絡中，SDN無法完全替代普通交換機，所以需要由SDN交換機和普通交換設備組成SDN/IP混合拓撲的網(wǎng)絡，這時由于控制器無法獲取全網(wǎng)的拓撲信息，所以需要在SDN/IP混合網(wǎng)絡中實現(xiàn)生成樹協(xié)議。在網(wǎng)絡中，一些