基于OVS的SDN可靠性研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jhzdw1982
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
SDN (Software Defined Networking,软件定义网络)成为未来网络发展的重要方向之一,核心思想是实现控制与转发分离以及开放的可编程性,并不断优化和重构现有网络。SDN可靠性问题是SDN发展过程中的核心问题之一,其工作目标是在不可避免的网络故障中,尽可能减小网络故障带来的网络性能影响。在现有SDN可靠性问题研究中,存在故障通信空白期长、故障原因多样化、域内域间可靠性和故障恢复信息更新可靠性等多方面挑战。本文在对现有研究工作中存在的不足点和挑战展开深入的分析后,并将目前数据中心等SDN场景中广泛应用的软件交换机OVS (Open vSwitch,软件交换机)作为架构基础,最终形成了基于OVS的SDN可靠性解决方案,本文主要的创新点如下:1)提出基于OVS的SDN域内可靠性机制。本文通过拓展OpenFlow连接状态匹配域,实现数据包在控制链路的不同连接状态下状态匹配功能,从而使得交换机快速感知故障并及时平滑切换至灾备状态;此外,本文在OpenFlow中拓展自学习动作,不仅将一些基本的学习与转发功能在数据层面高效执行,减小控制器负载与延迟,而且保障在网络在控制器不可用场景下的基本通信功能。该方案不仅提高SDN域内网络可靠性,而且创造性的设计符合SDN思想,保留SDN的可拓展性和灵活性。2)提出基于OVS的SDN域间可靠性机制。基于域内设计的状态匹配机制,本文另外设计了转发机制和控制协同等机制。采用这些机制,本文从数据包入域和出域两个维度,巧妙的解决SDN控制器失效场景下的数据包跨域可靠性问题。3)提出基于OVS的故障恢复的信息更新保障机制。本文分别从控制器信息更新和交换机信息更新两个层面,利用设计的信息更新保障机制,解决了故障恢复后等出现的流表、拓扑信息的过期和老化等问题。4)为了证明设计方案的可行性,本文基于OVS对各个机制模块化,并详细描述其实现思路。为了进行性能评估,本研究开展多组实验进行验证分析,实验结果表明,无论是域内还是域间,控制器失效时的故障切换时间保持在100ms级别,丢包率低且具有较为平稳的吞吐量。因此,本文设计方案相比传统方案,可以大大减小控制器不可用等故障带来的网络影响,提高了 SDN的网络可靠性。
其他文献
本论文主要针对认知无线电系统中频谱检测算法进行了研究。认知无线电系统通过检测频谱是否已经被占用,将检测到的空闲频谱进行再分配,用于认知用户的通信和数据传输,以此来
随着社会的快速进步和科技的迅猛发展,群体智能与人工智能的发展也越来越迅速,现在已经被广泛应用到社会生活的各个方面。群体智能优化算法具有分布性强、鲁棒性高和非直接通
伴随着移动互联网络的蓬勃发展,基于位置的服务逐渐渗透到人们的日常生活中,在物品存储、紧急救助、交通管理、个性化信息处理等领域展现出其强大的应用价值,极大地便利了人
集装箱水路运输作为一种运输量大、货物类型限制小、综合成本低廉的运输手段,在国际贸易中发挥着巨大作用。快速增长的集装箱吞吐需求在给港口创造巨大商业效益的同时也给港
从大量历史数据中挖掘出有用信息的可能性很久之前就被人们意识到了。然而应用场景往往产生大量数据,如果先把这些数据存储下来再进行分析,将会耗费大量的资源。尤其是在对实
随着网络应用技术的飞速发展和安全需求的不断增长,无线传感器网络源节点的位置隐私问题逐渐引起学者的关注,特别是基于随机路径和地理位置路由的安全方案。然而现有的基于随
在当前移动通信迅捷发展的背景下,随着智能手机、无线电脑等智能设备的普及,人们对于无线视频传输的需求越来越高,也更希望能够随时观看质量更好的视频,也因此人们对于无线视
软件定义网络(Software Defined Networking, SDN)的出现为网络的灵活管理提供了一个巨大的机会,也为网络路由算法的创新提供新的契机。随着SDN在实际大型网络拓扑以及广域网
随着物联网技术的不断发展,越来越多的传感器探测设备进入人们的视野,有些传感器能监测所处环境的温湿度,有些传感器能探测到远距离移动的目标,也有些传感器能实时的看到真实
基于视觉的目标检测技术可以被直接地应用到视频监控、安全驾驶、人机交互和互动娱乐等领域中,具有广泛的商业应用价值和市场前景,因而一直是计算机视觉和图像处理领域中的研