OpenFlow网络冗余控制报文消除机制研究

OpenFlow网络数据平面将未匹配流表的数据包发送给控制器,其中的无连接突发流量将产生冗余控制报文,对网络性能造成不良影响,而目前的OpenFlow协议并未对此进行处理.研究了在控制平面和数据平面分别消除冗余控制报文的方法 ERCMC(eliminating redundant control messages on the control plane)和ERCMD(eliminating redundant control messages on the data plane),分别在NOX和Open vSwitch上进行实现,并进行性能评价.实验结果表明,ERCMC方法能够消除冗余控制报文,但增加了额外的处理开销;ERCMD方法在减少冗余控制报文数量的情况下能够减小控制器和OpenFlow交换机负载.

一种OpenFlow网络的动态负载均衡方法

在交换节点数量庞大的传统二层网络中,最小生成树算法存在收敛慢、整网资源利用率低等问题。为此,在软件定义网络架构的基础上,提出一种基于Open Flow协议的动态网络最小生成树构建方法。控制器可根据当前网络流量的分布情况,实时对底层网络的无环转发拓扑进行动态调整,以实现全网负载均衡。仿真结果表明,该方法可使全网流量分布更均衡,同时降低业务流延时抖动和丢包率。

一种基于OpenFlow协议的拓扑发现方法

传统网络拓扑发现及无环转发结构的构建方法如STP及RSTP,已不能更好满足未来复杂的网络环境,其慢收敛性、不可扩展性及较低的带宽利用率一直无法很好解决。在SDN网络架构之上,深入探讨基于OpenFlow协议的底层网络拓扑发现机制,阐述了新网络架构下的链路发现方法及无环转发结构构建方法。仿真验证了该方法的有效性,并在Mininet中对该方法的收敛时间进行测算。该拓扑发现方法可提升网络功能的可扩展性,并带来良好的用户体验。

基于Openflow协议的网络虚拟化平台探究

目前建立网络创新平台的关键技术之一便是网络虚拟化技术,网络管理员利用这项技术可以构建自定义的虚拟网络,并且在底层网络系统的网络控制逻辑上实现运行。在同一个物理网络系统中,可高效并行多个自定义的虚拟网络,本文利用Openflow协议为建立网络虚拟化平台提出了全新的思路。

基于资源复用的Openflow流表存储优化方案

Openflow是现有SDN(软件定义网络)系统中最核心的技术之一。文章针对现有SDN技术中可能存在的资源紧张问题,提出了基于资源复用的Openflow流表存储优化方案,涉及SDN中Openflow流表的操作。在现有Openflow v1.3.1的基础上,定义了一种新的流表结构,提出了一种计算流表关联度的算法,并设计了更新流表的新流程。实验结果表明,该方案优化了流表表项的信息存储,能够高效利用现有硬件资源,达到在同样硬件条件下存储更多的流表表项的目的。

基于OpenFlow的SDN状态防火墙

提出了一种基于OpenFlow的状态检测防火墙系统,该方案通过在SDN控制器和交换机中添加状态表和变换流表,并根据包的类型分别制定相应的状态转换规则,实现对SDN网络状态的监测。最后,在开源控制器Floodlight和Open vSwitch上实现了一个基于状态检测的防火墙系统,并对该防火墙的性能进行了评估,结果表明基于OpenFlow的SDN状态检测防火墙能够识别不同类型的包并实现现有SDN防火墙不能实现的基于状态的细粒度访问控制。

基于OpenFlow的PON在NetFPGA 10G上的设计

针对软件定义网络(SDN)的集中控制功能可以满足无源光网络(PON)对灵活性控制的需求,通过修改OpenFlow Switch工程的数据通路及对OpenFlow控制器进行功能扩展,在NetFPGA 10G平台上实现了基于OpenFlow协议的PON系统。仿真结果验证了该方案的正确性及可行性,为基于OpenFlow协议的PON系统的服务质量保证及节能机制的进一步研究提供了高性能、低成本的测试平台。

OpenFlow网络中可伸缩视频的自适应传输算法

针对Open Flow网络中的自适应视频传输问题,提出一种可伸缩视频自适应传输算法。在Open Flow网络中,路由器的控制面被分离,由控制器观测可以得到网络的带宽变化。采用自回归模型,根据前一段时间的网络状况预测网络带宽在未来一段时间内的变化情况,控制器根据预测结果决策并告知客户端动态改变请求的视频层数。实验结果表明,该算法在保证较低中断的同时,能够准确地预测网络变化,提高视频播放质量。

OpenFlow交换机流表转发设计与实现

在传统网络中,交换机和路由器的信息以不同的形式(MAC表、路由表等)进行存储,需要在整个网络中通过非常复杂的交换和路由协议进行计算才能得到.根据这些不同的表,可以对数据平面进行指令操作.OpenFlow协议将协议规范化和集中化,通过控制器管理流表代替其他所有转发的转发表项,相对传统网络而言,它具有表项单一、过程简单且有着相当大的优势,是未来网络发展的必然趋势.流表贯穿整个网络并且是网络能够正常工作的核心,流量的转发过程将影响到整个网络,并详细介绍了流表的转发过程,包括vxlan转发、同OVS流量转发以及跨OVS流量转发.

OpenFlow技术及应用优势分析

该文介绍了一种新型网络技术-OpenFlow。OpenFlow网络将路由控制和数据传输分离，解决了当前网络因复杂功能导致网络交换设备臃肿和设备性能提升空间小的问题。该文分析了OpenFlow网络体系结构以及OpenFlow的应用优势，并提出了OpenFlow技术研究挑战。

基于OpenFlow协议的光与IP网络统一控制架构的研究(英文)

软件定义网络是近几年才提出的基于集中式控制技术的新型网络架构.本文提出了一个基于软件定义网路为网络中的OpenFlow协议异构网络跨域的统一控制架构.此架构在实现对物理层光交换节点与电交换节点统一控制的基础上,以最小化减小运营商损失的同时最大化保留IP网路与光网络自身的优势为目的,利用SDN实现多域中数据中心服务的统一控制与分配,最大化保留了IP网络无连接交换以及光网络大容量高速率的优势.

FAE:一种OpenFlow协议FlowMod消息的action扩展机制

SDN网络对数据转发平面的抽象是OpenFlow等南向接口协议制定的前提,目前标准OpenFlow协议假设数据平面每个流表项由确定的规则定义和对应的动作集合组成,每个配置数据平面的FlowMod消息会携带这些规则和动作集合。然而,随着SDN应用场景的不断发展,OpenFlow协议有限的预定义动作难以满足一些新的配置需求,例如集中控制的段路由管理配置和SDPA的配置等。为了提高当前SDN对动作定义的灵活性,解除其对动作的限制,首先提出了一种基于OpenFlow协议FlowMod消息的action扩展机制FAE,该机制具有满足用户自定义动作,且动作扩展灵活简单的特点,然后基于开源的Floodlight控制器和FAST交换机实现了FAE机制,实验表明,该机制在集中控制的段路由下,可以有效地支持其管理配置中的动作。

基于OpenFlow的虚拟网络架构的设计与实现

现有应用中的网络架构种类繁多,造成网络结构复杂难以维护,而OpenFlow网络能有效地解决现有网络维护困难和设备臃肿的问题。本文在深入研究OpenFlow技术的基础上,设计并实现基于OpenFlow的虚拟网络架构,其分为4个层次:应用层、VTN(Virtual Terminal Network)虚拟平台、控制层和物理层,并重点介绍其核心部分VTN虚拟平台的实现。通过对吞吐量和丢包率的监控,验证了它可以整合不同的网络结构,实现网络资源的统一管理,提高网络兼容性,并具有较好的性能。

基于OpenFlow的SDN中链路层拓扑发现的优化

在基于OpenFlow的软件定义网络中,控制器需要对全局网络状态保持全面并且实时的掌握,怎样快速地获取当前网络的拓扑状态成为了重要前提。而SDN的拓扑发现协议OFDP虽然已经将控制权交给了控制器,但是仍采用洪泛式的拓扑发现消息发送机制来进行拓扑发现,没有达到全局最优,增加了不必要的开销。因此,提出一种基于OFDP的改进机制,在控制器中添加新的拓扑发现功能模块,通过减少重复端口发现的方式,来减少网络中的拓扑发现消息的数量。仿真实验结果表明,改进机制在加快了网络拓扑的生成的同时,减轻了控制器的负载。

基于OpenFlow协议光网络交换机路由控制和功率平衡

提出了一种基于OpenFlow协议的光网络交换机的路由控制和功率动态平衡,利用SDON网络架构中光传送层器件的软件可编程特性,通过扩展的OpenFlow协议动态配置光网络交换机,使光网络交换机更好地适应业务需求和应用场景的变化。

基于OpenFlow的SDN网络安全分析与探究

基于OpenFlow的SDN网络主要特征体现在交换设备以及报文处理诸多方面.利用OpenFlow的交换机制,可提高SDN网络的安全能力.结合传统SDN网络的特点,对SDN网络的风险问题进行了研究,结合OpenFlow下的SDN网络安全需求实现网络安全优化;并以网络安全为基础,进行拥有应用价值的负载均衡模块设计.

OpenFlow 1.3协议一致性测试平台研究与开发

国际标准组织ONF定义的OpenFlow协议成为SDN架构下南向接口最成熟的协议。ONF推出了OpenFlow一致性认证项目。随着中国信息通信研究院泰尔系统实验室参与ONF国际认证业务的不断深入开展,泰尔系统实验室急需开发一款全面覆盖ONF OpenFlow 1.3测试规范的测试工具。详细介绍了此工具(OFCheck)的开发背景,开发过程以及对此工具验证的国际实验室间的比对验证过程。

基于OpenFlow协议和Ryu控制器的生成树协议研究与设计

随着现代数字社会飞速发展,流量爆炸式增长,这给作为数字社会中最低层的支持的网络带来巨大挑战,SDN随之出现,以解决传统网络中存在的瓶颈。将根据目前业界广泛认可的南向接口协议OpenFlow,和开源控制器平台Ryu,研究设计如何将传统网络中的生成树协议(IEEE 802.1d)在基于OpenFlow协议的Ryu控制器平台实现。研究重点是依据IEEE 802.1d协议,并结合Ryu控制器平台,设计一个环路避免交换系统。

基于CKSP的分段路由负载均衡技术

针对当前以云计算、大数据为代表的新兴业务需求,现有的MPLS(Multi-Protocol Label Switching)网络存在协议复杂、扩展性差、运维困难等问题。因此文中采用分段路由(Segment Routing,SR)转发技术,根据软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)集中控制、开放编程的特点,提出了一种基于受限K最短路径(Constrained K-Shortest Pathes,CKSP)算法的分段路由负载均衡的技术方案。首先,控制器与各网络节点以OpenFlow协议进行信息交互,对全网拓扑结构和链路速率进行监控;然后,分段路由应用根据北向接口以二级流表、多节点中继的方式实现转发表等初始表项的构建和段列表计算;最后,设计了一种根据链路利用率和跳数进行非均匀加权的CKSP算法。实验结果表明:该技术方案可以增大网络吞吐量,平滑流量分布,降低数据流平均时延和网络总丢包率。

基于SDN的大型IP网络BGP路由优化方案

针对IP骨干网路由规模大、路径多、重叠度高而易绕转的问题,在分析传统BGP路由选路机制缺陷的基础上,采用SDN控制技术,提出了一种支持传统路由设备和OpenFlow设备的路由反射优化方法,并给出了具体实现算法及部署方案。典型应用场景的测试结果表明,国际访问时延平均缩短了30%,验证了方法的有效性。