论文部分内容阅读
互联网已经成为生活中不可缺少的一部分,随着信息技术的不断发展和数据规模不断发展壮大,传统网络架构的限制导致网络越来越难以支撑新型技术的发展,例如云计算、大数据、物联网等。传统网络架构封闭的开发方式逐渐成为信息技术发展的短板,人们对网络提出了新的想法和要求。SDN(Software Defined Network)是一种新型的网络架构,核心观点是控制和转发相分离,从提出以来一直受到业内的关注。SDN经过不断地发展,结合OpenFlow协议为网络提供了新的解决方案。SDN架构中,最核心的位置在于其控制层面,控制器的性能很大程度会影响到网络的整体性能。在大规模网络中,控制器负载过高可能会带来全网服务能力的降级甚至导致网络瘫痪。针对这一情况,部署多控制器架构成为一种可行的解决方案。IPv6协议已经成熟,大规模部署指日可待,新的网络技术如果不能支持IPv6将难以适应未来的网络环境,SDN架构需要兼容IPv6才能继续发展。目前SDN最著名的南向协议OpenFlow协议已经能够支持IPv6。但是OpenFlow规定的流表转发方式对硬件要求较高,IPv6协议128位的地址长度会影响到网络转发性能,可以通过IPv6流标签实现对OpenFlow流表匹配的过程进行优化,提升IPv6网络中SDN多控制器架构的整体性能。本文在IPv6网络中,利用虚拟化开发平台Mininet和多台远程RYU控制器搭建SDN多控制器架构,考量SDN多控制器架构的技术难点,引入Zookeeper分布式服务系统实现多个控制器的协同工作和全网信息的管理。每台交换机通过IPv6地址连接到控制器。控制器之间的角色有主从之分,以避免多个控制器之间发生冲突。从优化流表的角度出发,利用IPv6流标签实现OpenFlow流表的匹配。最后通过实验证明多控制器架构的失效应付机制,并在使用IPv6流标签和未使用IPv6流标签两种情况下,从转发时延和时延抖动两个网络指标出发进行图表对比,证明SDN多控制器架构的可用性和相关优化方案的可行性。