SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著高速光通信、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、高性能云計(jì)算等技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的以IPv4協(xié)議作為核心的互聯(lián)網(wǎng)面臨一系列嚴(yán)重的技術(shù)挑戰(zhàn)：IPv4地址的耗盡，網(wǎng)絡(luò)的不安全和不可信，網(wǎng)絡(luò)低弱的服務(wù)質(zhì)量保證，網(wǎng)絡(luò)帶寬無(wú)法滿足用戶需求，高效移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的難以實(shí)現(xiàn)。因此研究新型網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)成為越來(lái)越迫切的需要。而SDN[1]自從其問(wèn)世以來(lái)，以其通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)行更加靈活、開(kāi)放、細(xì)粒度的管理和控制廣受學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的關(guān)注，SDN已經(jīng)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)變革的重要發(fā)

2、展方向。本文旨在通過(guò)分析設(shè)計(jì)SDN和傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的架構(gòu)，進(jìn)而驗(yàn)證SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的可行性，有助于SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的融合和傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)向SDN的過(guò)渡。
　　本文所設(shè)計(jì)的SDN和傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)基于以下核心思想：把SDN整體當(dāng)成一個(gè)傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的“路由器”，由IP網(wǎng)絡(luò)和該“路由器”通過(guò)BGP協(xié)議進(jìn)行域間網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性信息NLRI（Network Layer Reachability Information）的交互

3、，從而使得全網(wǎng)的NLRI經(jīng)過(guò)路由同步后達(dá)到一致；SDN通過(guò)把IP網(wǎng)絡(luò)的RIB消息①轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的SDN交換機(jī)流表項(xiàng)，進(jìn)而使得SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)可以互聯(lián)互通。這里的“路由器”是SDN控制器的一個(gè)模塊，為了減少工作量，在實(shí)現(xiàn)中使用第三方開(kāi)源路由器軟件Quagga[2]來(lái)代替該模塊完成路由功能，再由Quagga和SDN控制器進(jìn)行RIB消息和NLRI的同步。本文設(shè)計(jì)的SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)由SDN同步子系統(tǒng)和Quagga同步子系統(tǒng)兩部分組

4、成，共包含RIB消息同步模塊、網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性消息發(fā)送模塊、配置管理模塊、RIB消息發(fā)送模塊和網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性消息同步模塊五個(gè)模塊。同時(shí)，本文對(duì)實(shí)現(xiàn)的SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)進(jìn)行了模塊功能的分解測(cè)試，并且分單SDN場(chǎng)景和多SDN場(chǎng)景兩種情況對(duì)整個(gè)互聯(lián)架構(gòu)的功能進(jìn)行仿真與驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡(luò)和SDN的互聯(lián)互通，包括IPv4網(wǎng)絡(luò)跨SDN和其他IPv4網(wǎng)絡(luò)互通、SDN和SDN互通、IPv4網(wǎng)絡(luò)和