关于OpenvSwitch避免二层环路问题的研究

当前,随着网络规模的扩大和网络复杂性的增大,虚拟网络的应用越来越广泛,虚拟网络的平台也越来越多的进入各个数据中心或实验网络环境中。Openv Switch是一个由Nicira Networks发起的开源项目,通过运行在虚拟化平台上的虚拟交换机,为物理主机/服务器上的VM提供虚拟网络服务功能。网络管理员通过Openv Switch可以构建虚拟网,但虚拟网络可能会产生二层环路的问题,Openv Switch原有的避免二层环路的方式会在网络中产生多余的流量,该文分析了虚拟网络中二层环路的产生原因,提出了改进的避免二层环路的方式,解决了网络中多余流量的问题。

一种基于OpenvSwitch的虚拟机安全防护方案

针对虚拟网络安全边界不清晰,传统的网络设备无法监控虚拟机间的数据流量等问题,提出了一种虚拟网络安全防护方案。该方案基于OpenvSwitch技术,实现了虚拟机之间的访问控制、安全域划分策略、安全域间访问控制、虚拟机准入控制以及网络功能划分功能,有效地加强了虚拟网络边界,检测和控制网络访问。经部署和测试,说明方案的可行性与合理性。

基于虚拟化环境下的网络安全监控技术应用

在某大型国企的数据中心虚拟化环境背景下,分析虚拟化与云计算安全在网络接入层的"虚拟以太网交换机"(Virtual Ethernet Bridge,VEB)技术在目前的实现方式中的优缺点,研究业界为解决其不足之处所提出的相关方案,阐述采用基于新型网络架构"软件定义网络"(Software Defined Network,SDN)中OpenFlow框架的可行性,提出采用该框架下的Open vSwitch开源技术来实现虚拟网络隔离、QoS配置、流量监控以及数据包分析等虚拟化网络安全监控工作的应用思路。本研究在虚拟网络交换的数据转发与安全控制的解耦、网络安全服务的独立和虚拟网络的安全控制等方面具有创新性,为采用虚拟化和云计算技术的信息系统在接入安全方面提供了参考价值。

基于OpenStack云平台的动态带宽分配策略

在传统云平台网络带宽分配机制中,网络带宽仅在虚拟机创建时分配.虚拟机创建后已分配的带宽难以更改甚至无法更改,这在一定程度上造成了资源的浪费.因此,在不影响网络服务质量下,虚拟机需要一种有效的带宽分配机制来提高带宽的利用率.本文以开源云平台Open Stack为实验环境,以虚拟交换软件Open v Switch和监控软件Ceilometer为工具,提出并实现了基于云平台的动态带宽分配策略.测试结果表明,本策略有效的提高了带宽的使用率.

基于标签的SDN控制逻辑更新策略研究

为减少控制逻辑更新导致的网络时延,改进基于标签的两阶段更新策略中的等待机制。改进后的机制中,控制器依次向新转发路径上的所有交换机安装新的控制逻辑,转发路径上的入口交换机为数据流打上标签(设置VLAN id),出口交换机去掉标签,中间交换机根据数据流是否设置了标签来决定是否发送packet_in。在Open vSwitch中实现了该机制,并通过Mininet仿真实验验证了该机制的可行性和有效性。

基于软件定义可信的网络切片技术

为了解决传统网络无法适应未来网络发展需要的问题,引入网络切片(network slice,NS)技术.基于软件定义网络(software defined network,SDN)和可信计算技术提出软件定义可信(software defined trust,SDT)的思想.针对Openv Switch(OVS)和Open Daylight中的虚拟租赁网络(virtual tenant network,VTN)技术,设计一种基于SDT的网络切片模型:在用户请求资源时,对转发层的交换机进行可信性的采集,并针对不同的用户需求构造相应的可信切片;在切片运行过程中,对切片进行可信监控,提出OVS回退与流表恢复的方法对不可信的切片进行恢复.经实验验证,该方法在保障切片可信性的同时,提高了资源利用率与切片恢复的效率.

基于Mininet的SDN架构仿真实验综述报告

设计一个使用Mininet网络模拟器仿真软件定义网络SDN的架构及行为的实验,在其环境下比较了不同的拓扑结构,最后锁定了一种结构以找到主机的通信方式。该文介绍了实验的目的、环境、准备、步骤和实验结论,可帮助实验人员理解相关虚拟化技术并能将其应用到实践中去。

基于OVS的SDN移动自组网络架构设计及实现

在SDN移动自组网络中,控制转发策略集中于控制器中,使得基于流表匹配的数据转发变得简单高效。但是,由于移动自组网环境复杂多变、无线信号不稳定和网络拓扑多变等原因,容易出现数据层面失去控制器控制和流表学习老化等问题,这严重制约网络性能。针对以上问题,设计了一种基于Open v Switch的SDN移动自组网络架构,架构包含状态处理与应用感知等核心功能。状态处理服务实现控制器与交换机连接状态的跟踪检测、Open Flow协议的状态匹配字段拓展和数据包在不同状态场景下进行感知处理等功能,应用感知服务实现转发策略在数据层面被灵活调度的功能。在Open v Switch和Ryu开源控制器上进行协议开发和原型系统搭建。实验结果表明,控制器连发生接故障后,业务恢复时延低于100 ms,流表项可以及时更新,这可以保障网络吞吐量的稳定性。因此,设计的架构有效减小控制器失连故障对通信的影响,增强了基于SDN的移动自组网络的稳定性和可靠性。

云计算基础平台的网络加速实现方法

针对云计算基础平台中的虚拟机I/O性能差以及网络转发占用主机CPU负载较高的问题,使用ASAP^2加速方案将网络转发路径由OpenvSwitch内核态卸载至网卡eSwitch引擎,对云计算场景下网络转发进行网络加速以及CPU卸载。与使用Virtio网卡的虚拟机相比,虚拟机使用提供的加速方法,在VLAN网络连接下,虚拟网卡的TCP和UDP报文转发性能分别提升115. 84%、126. 8%,同等网络带宽下传输UDP和TCP报文时,报文接收端主机CPU使用率分别下降40. 16%、40. 96%;在VXLAN网络连接下,虚拟网卡的TCP和UDP报文转发性能分别提升134. 13%、105. 8%,同等网络带宽下传输UDP和TCP报文时,报文接收端主机CPU分别下降65. 33%、48. 83%。

基于通用宽带路由器的OpenFlow交换机设计

基于OpenFlow协议的软件定义网络离不开控制器与OpenFlow交换机。然而,支持OpenFlow协议的交换机异常昂贵且难于获得。为了方便地获得支持OpenFlow协议的交换机,介绍一种基于通用宽带路由器的OpenFlow交换机设计。该设计可以仅用市场上常见的通用宽带路由器以及开源Linux软件构建出一款完整支持OpenFlow协议的交换机。实验结果显示,该设计以可接受的性能实现现阶段OpenFlow协议的所有功能。

基于OpenStack的云计算平台网络架构分析与设计

随着大数据与云计算技术的发展,数据中心虚拟化成为了互联网发展的主流趋势,然而当前的互联网模型无法满足大规模虚拟化的需求,主要表现为硬件上无法满足云计算庞大的业务体量以及软件上无法满足网络SDN化的需求。本文以改进当前互联网模型为目的,通过分析开源云计算平台OpenStack的网络理论模型和实际网络划分,最终结合虚拟交换机软件OpenvSwitch给出了一种高效实用的网络设计方案。经过实际部署测试,该方案能很好地满足云平台当前的需求以及未来发展的需要。

基于DPDK的虚拟化系统高性能网络模块的研究与实现

为了提升虚拟化环境中网络模块的性能,本文在KVM虚拟化平台上对OpenvSwitch虚拟网络交换技术和基于DPDK的OpenvSwitch虚拟网络交换技术进行了分析,并在自研虚拟化软件中设计并实现了基于OVSDPDK的网络虚拟化功能,用户可以通过交互式界面方便地配置和使用基于OVS-DPDK的高性能网卡,达到了业务系统对虚拟机高性能网络需求的目的,最后通过实验证实采用OVS-DPDK技术后虚拟机网络性能得到了极大提升。

一主多备集群式控制器设计与实现

针对软件定义网络中控制器单点(Software Defined Network,SDN)运行隐患的问题,本文设计一种基于Ryu控制器的一主多备集群式控制器(Cluster Ryu Controller,CRC),实现自定义OVS交换机(OpenVSwitch)连接、事件上报、状态查看、流表下发等功能。通过Ryu+mininet工具进行仿真实验,结果表明,当CRC中某一控制器出现故障时,不会影响到CRC与整个网络的稳定运行,有效提升SDN网络的健壮性与可靠性。