發(fā)布時間：2020-11-10 22:02

　　 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展,大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)概念的提出與應(yīng)用,數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載量大,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的出現(xiàn)為人們解決此問題提供了一個可行的方案。它為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)提供了一種全新的思考方式,核心思想是將控制層與轉(zhuǎn)發(fā)層分離,這種新穎的架構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)管理帶來了極大的便利性和靈活性,同時帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。SDN讓網(wǎng)絡(luò)運作簡化的思想是當(dāng)今龐雜的網(wǎng)絡(luò)平臺所要共同認(rèn)可的,大大減少網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜度和交換轉(zhuǎn)發(fā)的負(fù)擔(dān),使各個接口相兼容統(tǒng)一極大地方便了用戶和管理者。本文研究了 SDN架構(gòu)的特點以及相關(guān)技術(shù)框架,搭建了由OpenDayLight和OpenStack集成的分布式實驗環(huán)境。通過檢測網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的異常情況再向控制器反饋的方式,利用SDN架構(gòu)可以靈活下發(fā)、修改策略的特點,實現(xiàn)了動態(tài)控制網(wǎng)絡(luò)流量的的相關(guān)技術(shù)。本文在研究了常用的靜態(tài)負(fù)載均衡算法以及學(xué)術(shù)界根據(jù)SDN架構(gòu)特點提出的一些動態(tài)負(fù)載均衡方案的基礎(chǔ)上,提出了一種基于服務(wù)器異常反饋的負(fù)載均衡方案,該方案在有效保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的同時,相比以前提出的動態(tài)負(fù)載均衡又大大減少了控制器的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。最后,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種在SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,將具有機器學(xué)習(xí)功能的入侵檢測程序作為安全設(shè)備放在網(wǎng)絡(luò)中的安全防護方式。在Sprak平臺上使用mllib實現(xiàn)了一種改進的k-means算法。使用了將訓(xùn)練模塊與檢測模塊分離的部署方式,減少了啟用檢測程序所占用的系統(tǒng)資源,最后由根據(jù)異常檢測程序匯報的異常流量信息修改流表,將異常流量截斷掉,從而利用SDN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢實現(xiàn)了動態(tài)的安全策略修改。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP393.0;TP181
【部分圖文】：

ＳＤＮ架構(gòu)的控制平面就是本文經(jīng)常提到的ＳＤＮ控制器，目前網(wǎng)上已經(jīng)有許??ＳＤＮ控制器的開源項目。在ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)中，我們把控制平面分離出來，使得操??統(tǒng)不再與硬件綁定［１４］�？刂破骺梢哉f是ＳＤＮ架構(gòu)中最為關(guān)鍵的部分，承擔(dān)??所有決策的任務(wù)，它做的事可以分為兩類，一個是向應(yīng)用層提供可以調(diào)用的??Ｉ，另一個是實現(xiàn)應(yīng)用的調(diào)用的功能，動態(tài)的操作數(shù)據(jù)平面的事物，控制器可??理解為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。??控制器要依靠南向接口和ＳＤＮ交換機交流，狹義上的ＳＤＮ只有ＯｐｅｎＦｌｏｗ??南向協(xié)議，南向協(xié)議是專門為ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一種協(xié)議，他的具體使用流??會在后面提到，南向接口的協(xié)議現(xiàn)在有很多，例如Ｎｅｔｃｏｎｆ協(xié)議、??ＥＰ，ＯｐｅｎＦｌｏｗ?協(xié)議等。??ＯｐｅｎＦｌｏｗ協(xié)議是當(dāng)前主流的南向協(xié)議，從２００９年１２月ＯＮＦ組織開始發(fā)布??個版本，到現(xiàn)在己經(jīng)有５個版本了，功能逐漸變得完善。物理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，??了轉(zhuǎn)發(fā)平面，這一層主要的作用，就是收集用戶的數(shù)據(jù)然后做相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)，??器會生成轉(zhuǎn)發(fā)所需要的流表。系統(tǒng)的執(zhí)行部分被稱作轉(zhuǎn)發(fā)平面，他只是負(fù)責(zé)??

了眾多網(wǎng)絡(luò)控制的共用性功能、集成大量的組件和函數(shù)供開發(fā)使用，具備完備的??ＡＰＩ接口；其同樣具有組件化的整體結(jié)構(gòu)，組件間互相獨立使整體結(jié)構(gòu)簡潔明了，??開發(fā)者及運營者能夠快速創(chuàng)建和管理控制應(yīng)用。??目前ＲＹＵ在使用者當(dāng)中的口碑還是非常好的，開發(fā)思路十分明確，能夠支??持主流的各個版本的南向協(xié)議，其最終目標(biāo)是提供一個功完備控制能力集中的??ＳＤＮ操作系統(tǒng)未來隨著ＯｐｅｎＦｌｏｗ的發(fā)展成熟，Ｒｙｕ在改善云計算服務(wù)方面??將會扮演更為重要的角色。??（３）ＦＬＯＯＤＬＩＧＨＴ??Ｆｌｏｏｄｌｉｇｈｔ是由Ｂｉｇ?Ｓｗｉｔｃｈ?Ｎｅｔｗｏｒｋｓ公司主導(dǎo)，基于ＪＡＶＡ語言升發(fā)的ＳＤＮ??控制器，其借鑒了?ＮＯＸ、Ｒｙｕ等ＳＤＮ控制器的模塊化的設(shè)計架構(gòu)，使其邏輯清??晰、結(jié)構(gòu)明了、具有較好的擴展性，其整體架構(gòu)如圖２－３所示。??Ｆｌｏｏｄｌｉｇｈｔ提供了兩種類型的控制器模塊，用于實現(xiàn)ＳＤＮ核心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)??用模塊，用于對應(yīng)不同業(yè)務(wù)應(yīng)用的解決方案�？刂破髂�塊允許應(yīng)用層的ＪＡＶＡ程??序通過設(shè)計好的ＪＡＶＡ接口來訪問他，同時兩類模塊還共同支持向上層開放ＲＥＳＴ??ＡＰＩ作為北向接口??ＲＥＳＴ?應(yīng)用??

而目前該小組已經(jīng)擁有１５０多家來自電信運營商、電信設(shè)備提供商、ＩＴ??廠商和技術(shù)提供商的公司會員，其中２８家為電信運營商。??２．２．１?ＳＤＮ／ＮＦＶ架構(gòu)分析??ＮＦＶ是一種網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點虛擬化技術(shù)，將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與硬件解藕．基于??通用的服務(wù)器和虛擬化技術(shù)實現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)功能，提升管理和維護效率，增強系統(tǒng)靈??活性［２６］。ＳＤＮ和ＮＦＶ是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與計算機的關(guān)系，可以同時使用來形成虛擬化??的ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)，二者相輔相成，配合ＮＦＶ可以更好地發(fā)揮ＳＤＮ的優(yōu)勢［：�。罚荨Ｍ瑫r，??這兩個技術(shù)都是云計算的核心技術(shù)，是未來電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢，它們對現(xiàn)有云數(shù)??據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)造成了巨大挑戰(zhàn)，如網(wǎng)絡(luò)虛擬化、業(yè)務(wù)編排、網(wǎng)絡(luò)并發(fā)配置能力等，??ＳＤＮ和ＮＦＶ是解決以上問題的技術(shù)手段??本項目中使用Ｏｐｅｎｓｔａｃｋ技術(shù)來實現(xiàn)ＮＦＶ功能，將硬件資源虛擬化，構(gòu)建??自定義的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用ＯｐｅｎＤａｙＬｉｇｈｔ來作為ＳＤＮ控制器，由二??者的對接完成整個ＳＤＮ／ＮＦＶ架構(gòu)。??ＳＤＮ??
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