軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)是下一代新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),將網(wǎng)絡(luò)劃分為控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面,控制和轉(zhuǎn)發(fā)功能均可在通用操作系統(tǒng)中由軟件實(shí)現(xiàn)。控制平面的控制器負(fù)責(zé)路由計(jì)算等功能,并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議控制交換機(jī);轉(zhuǎn)發(fā)平面的交換機(jī)接受控制器的控制,根據(jù)控制器下發(fā)的規(guī)則處理數(shù)據(jù)包。當(dāng)前SDN/OpenFlow交換機(jī)已有開(kāi)源軟件實(shí)現(xiàn),如OpenvSwitch、ofsoftswitch等,具有高度的靈活性和擴(kuò)展性;然而,與使用專用芯片和硬件實(shí)現(xiàn)的硬件交換機(jī)相比,純軟件實(shí)現(xiàn)的交換機(jī)在性能上仍有提升空間。因此,可以綜合利用軟硬件交換機(jī)的優(yōu)勢(shì)。軟件交換機(jī)具有流表容量大,功能特性豐富,易于升級(jí)和擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì);而硬件交換機(jī)性能優(yōu)異。綜合利用軟硬件交換機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包便可以高效而完整地實(shí)現(xiàn)OpenFlow協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中定義的各項(xiàng)功能。本文以實(shí)現(xiàn)軟硬件協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)為目標(biāo),基于NetMagic硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)硬件交換機(jī),配合軟件交換機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,達(dá)到綜合利用軟硬件交換機(jī)優(yōu)勢(shì)的目的。論文首先論述了 SDN/OpenFlow的相關(guān)技術(shù),介紹了當(dāng)前SDN領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和成果,然后描述了基于NetMagic硬件平臺(tái)的交換機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和架構(gòu),對(duì)于其中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)和算法進(jìn)行了論述。之后對(duì)于系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)以及其中的各個(gè)功能組件及模塊一一展現(xiàn)。最后,對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)計(jì)了測(cè)試方案并進(jìn)行了測(cè)試,給出測(cè)試和驗(yàn)證結(jié)果,驗(yàn)證系統(tǒng)能夠正常實(shí)現(xiàn)軟硬協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的功能,達(dá)到了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP393.0
文章目錄
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 課題主要研究工作
1.2.1 課題目標(biāo)
1.2.2 本論文的研究工作
1.3 論文結(jié)構(gòu)
第二章 SDN交換機(jī)相關(guān)技術(shù)研究與分析
2.1 OpenFlow技術(shù)概述
2.1.1 OpenFlow協(xié)議概述
2.1.2 OpenFlow1.3多級(jí)流表
2.2 現(xiàn)有SDN/OpenFlow交換機(jī)概述
2.2.1 Open vSwitch
2.2.2 ofsoftswitch
2.3 NetMagic硬件平臺(tái)
第三章 基于NetMagic平臺(tái)的交換機(jī)系統(tǒng)的需求和分析
3.1 系統(tǒng)目標(biāo)與需求
3.1.1 功能性需求
3.1.2 非功能性需求
3.2 需求分析
3.2.1 研究?jī)?nèi)容
3.2.2 功能目標(biāo)
第四章 基于NetMagic平臺(tái)的交換機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
4.1 交換機(jī)總體設(shè)計(jì)
4.1.1 結(jié)構(gòu)與流程
4.1.2 軟硬件交換機(jī)流表
4.1.3 軟硬件協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)原理與功能
4.1.4 標(biāo)簽機(jī)制
4.2 交換機(jī)控制層
4.2.1 主要功能
4.2.2 主要流程
4.3 軟件交換機(jī)
4.4 硬件交換機(jī)
4.5 通信方式與接口設(shè)計(jì)
4.5.1 硬件交換機(jī)與控制器之間的通信
4.5.2 軟件交換機(jī)之間的通信
4.5.3 軟件交換機(jī)和硬件交換機(jī)之間的通信
第五章 基于NetMagic平臺(tái)的交換機(jī)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.1 交換機(jī)控制層
5.1.1 功能與流程
5.1.2 流表更新算法
5.1.3 端口映射
5.2 軟件交換機(jī)
5.2.1 軟件交換機(jī)實(shí)現(xiàn)與配置
5.2.2 基于標(biāo)簽的協(xié)作
5.3 硬件交換機(jī)
5.4 通信方式與接口實(shí)現(xiàn)
5.4.1 軟件交換機(jī)間的通信
5.4.2 交換機(jī)控制層和硬件交換機(jī)間的通信
軟件流表格式
硬件API
第六章 基于NetMagic平臺(tái)的交換機(jī)系統(tǒng)的測(cè)試
6.1 工作成果及測(cè)試目標(biāo)
6.2 測(cè)試環(huán)境
6.2.1 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/div>
6.2.2 測(cè)試環(huán)境配置
6.3 黑盒測(cè)試
6.3.1 消息支持測(cè)試
6.3.2 連通性測(cè)試
6.3.3 視頻單播測(cè)試
6.4 白盒測(cè)試
第七章 工作總結(jié)
7.1 全文總結(jié)
7.2 不足之處和進(jìn)一步改進(jìn)
7.3 研究生期間工作
7.3.1 參加的項(xiàng)目
7.3.2 完成的項(xiàng)目文檔
參考文獻(xiàn)
致謝
作者攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【相似文獻(xiàn)】
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