文章目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 论文主要工作与章节安排

第二章 光网络智能化趋势分析

2.1 智能光网络技术演进

2.2 SDON技术

    2.2.1 SDN分层架构

    2.2.2 SDN南向接口协议

    2.2.3 SDON分层架构

2.3 光网络虚拟化

    2.3.1 光网络虚拟化分类

    2.3.2 光网络虚拟映射算法分析

    2.3.3 SDON和光网络虚拟化比较

2.4 本章小结

第三章 OpenFlow光扩展消息设计

3.1 OpenFlow技术实现

    3.1.1 OpenFlow端口

    3.1.2 OpenFlow流表

    3.1.3 控制器与交换机之间的消息类型

3.2 基于TLV格式的OpenFlow扩展方案

    3.2.1 Experimenter消息字段

    3.2.2 OpenFlow可扩展匹配

3.3 OpenFlow协议扩展设计

    3.3.1 新增消息类型

    3.3.2 修改消息类型

3.4 本章小结

第四章 SDON架构设计与实现

4.1 基于OFA的SDON架构设计

4.2 OpenFlow代理模块

4.3 基于Open vSwitch的OFA设计

    4.3.1 Open vSwitch架构及工作原理

    4.3.2 Open vSwitch光扩展模块设计

4.4 基于Floodlight的光控制器设计

    4.4.1 Floodlight模块分析

    4.4.2 Floodlight光网络扩展模块设计

4.5 本章小结

第五章 SDON实验验证与分析

5.1 实验环境搭建

    5.1.1 Mininet介绍

    5.1.2 网络测试环境搭建

5.2 OpenFlow扩展协议验证

    5.2.1 拓扑资源获取验证

    5.2.2 光端口扩展消息获取验证

    5.2.3 光流表下发消息验证

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 未来展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢

文章摘要:随着大数据和云计算的飞速发展,传统网络架构日渐僵化,数据平面和控制平面的紧耦合设计导致在网络设备中新增一个功能需要一个漫长的周期。为了改善当前TCP/IP网络架构,软件定义网络（SDN）应用而生。得益于大容量、远距离、低成本等优点,光网络已取代传统传输网络,被广泛应用于现网之中。软件定义光网络（SDON）将光传输网络集成在SDN架构内,以利用光传输的优点。运营商可根据自身业务要求对网络的架构和功能进行动态编排,为光层资源提供统一的调度和控制能力。OpenFlow作为主要的SDN南向接口协议,对其进行光扩展可满足光网络的相关特性。本文结合光网络通用技术属性和光传送网案例,对OpenFlow协议扩展进行设计与实现,主要的工作如下:（1）分析了OpenFlow协议的技术实现,提出了基于TLV格式的OpenFlow扩展模型。具体到光网络业务配置,提出了新增消息类型Topo_Request/Reply和修改消息类型Flow_Mod/Multipart_Reply。新增消息类型用于获取光网络拓扑资源,修改已有消息类型用于添加光传输端口扩展和匹配字段扩展,匹配字段扩展实现了对底层光路径的创建、拆除和修改功能。（2）提出了基于OpenFlow代理的SDON架构,借助于OpenFlowJ-Loxi库,在Floodlight控制器上做扩展开发。对于作为代理设备的Open vSwith,本文设计了相应的光扩展模块,在与上层控制器通信的模块添加了所涉及的扩展代码,而在与底层光网络通信部分,选择用Mininet来模拟光网络。（3）通过自定义拓扑结构产生底层光网络,搭建了4个经过修改后的Open vSwith,使用Wireshark网络检测工具进行抓包,通过对数据包中的字节进行分析,验证了OpenFlow向光网络扩展的可行性。

文章关键词:

论文DOI:10.27251/d.cnki.gnjdc.2019.001271

论文分类号:TN929.1