33500字论文范文互联网实验平台资源管理和状态轮询系统的构建与实现

论文类型：论文范文

论文字数：33500字

论点：模块,网络,实验

论文概述：

本课题旨在基于OpenFlow技术，在搭建完成该实验平台网络环境的基础上，设计实现其资源管理和状态监控系统。对实验床的节点、交换机和路由等所有资源进行统一管理，并对其状态进行实时监

论文正文：

第一章引言

1.1研究背景
自20世纪60年代以来，互联网经历了一个快速发展的过程。如今，互联网几乎无处不在，成为人们日常生活中不可或缺的一部分，在促进社会经济发展中发挥着越来越重要的作用。回顾互联网的起源，它诞生在实验网络中。互联网的雏形APPAnet最初是一个只有几个节点的实验网络。经过多年的科学研究和网络实验，它终于取得了巨大的成功。展望未来，由于当前互联网在可扩展性和安全性等诸多方面的各种技术难题，欧美地区和国家都积极开展了对未来互联网的研究工作，试图使互联网更加完善和安全。
今天，我们对未来互联网的研究路径是从未来互联网实验技术的研究开始，在吸取过去互联网诞生和发展的经验教训的基础上，建立实验创新环境。主要原因如下:第一，为了更方便地验证和评估基于未来互联网研究提出的新服务、新概念和新架构，我们采用了建立实验验证平台和研究实验技术的方式，从而促进这些新算法和机制在功能和性能方面的改进和提高。其次，这种为未来互联网建立实验验证平台和研究未来互联网实验技术的尝试是探索未来互联网发展方向的最佳途径。在欧美国家未来互联网的各种研究项目中，欧盟的FIRE计划和美国的GENI计划、PlanetLanb平台、Emulab平台等。都是基于实验和验证的实验床主题。

1.2网络测试平台现状
欧美一段时间以来一直在研究未来的互联网实验技术和实验创新环境。其中，现有的实验核查平台包括:
1。Emulab和Netbed
Emulab是犹他大学建立的大规模网络仿真实验环境。它们集成了网络模拟、网络模拟和实验床技术，并提供了可以远程设置实验拓扑、配置模拟节点以及执行网络控制和重建的图形界面。Netbed在Emulab的基础上增加了对分布式节点的支持。同时，集成了Dummynet广域网模拟器，提高了广域网的模拟能力，增强了实验环境的可扩展性。然而，Emulab和Nethed的缺点是它们不能有效地集成真实的设备和网络环境，并且它们也没有设备级的记录能力。为了评估新的路由算法、协议和设备，需要复杂的实验环境配置，从而提高了阈值并使其难以使用。
2。德特尔
德特尔是美国政府在伯克利大学和南加利福尼亚大学建立的网络实验环境，投资500多万美元研究网络安全防御技术。

1.3研究目标和研究内容
本课题旨在设计和实现基于OpenFfow技术的资源管理和状态监控系统，并完成实验平台网络环境。对实验床的节点、交换机、路由等所有资源进行统一管理，实时监控实验床的状态，并以图表、列表等形式反馈给系统管理员。
本专题的研究目标是:
1。深入研究Knopflow技术，构建基于该技术的大型网络测试平台。
2。在成功构建大型网络测试平台的基础上，设计并实现了一个资源管理和状态轮询系统，对测试平台进行管理和监控。

1.4本文的目的和内容划分
本文所涉及的主题将基于斯坦福大学提出的建立大规模网络测试平台的openflow技术。在此基础上，设计并实现了实验平台的资源管理和状态轮询系统。从而为实验平台的可控管理提供有力支持。
本文的内容是大型网络测试平台资源管理和状态轮询系统的设计与实现。全文主要分为六章。
第一章对全文进行了总结，简要介绍了本研究的背景和意义，以及论文的研究目标和内容。
第二章介绍了本主题涉及的重要概念和技术。它包括网络仿真、开放流网络组成和Nox控制器。主要介绍openflow网络的组成，包括opennow交换机、Flowviso:和控制器。分析了openflow技术的特点及其独特的控制机制。
第三章描述了资源管理和状态轮询系统的系统架构，并简要介绍了其四个模块(信息查询模块、流表管理模块、流迁移模块和前端显示模块)。
第4章介绍了每个模块的详细设计和实现。
第五章对系统功能进行了相关性测试。
第六章对全文进行了总结，并展望了课题的发展方向。

第二章相关概念和技术

2.1开放流网络
2.1.1网络组成
开放流网络由开放流交换机、流量监控器和控制器组成。打开低交换机转发数据层；F10wVisor虚拟化网络；控制器集中控制网络，实现控制层的功能。openFlow网络的结构如图21所示:

第三章系统架构........................................................19
3.1系统概述..........................................................19
3.2需求分析....................................................................20
3.2.1主要功能.................................................................................................20
3.2.2用例分析..................................................................................20
3.3模块介绍.........................................................................27
第四章详细设计和实施..................................................................................30
4.1交换机查询模块........................................................30[/溴/]4.1.1模块功能设计....................................................................................30
4.1.2模块操作流程.............................30
4.1.3模块机具....................................................................................31
4.1.4................................................................................38
4.2流量查询和管理模块.........................................39
4.2.1模块功能设计......................................................................................39
4.2.2模块操作流程..................................................................................39
4.2.3模块实施，..............................40
4.2.4计划主题....................................................................................47
4.3拓扑查询模块.....................................................................47
4.3.1模块功能设计........................................................47
4.3.2模块功能实现....................................................................48
4.4数据处理和前端显示模块.....................................................................51
4.4.1模块功能设计........................................................51[/溴/]4.4.2模块功能实施...........................................51
4.5..............................................................................................57
第五章系统测试............................................................59
5.1测试方法...............................................................................................59
5，2测试环境...............................................................................................59
5.3测试项目和结果.......................................................................59
5.3.1交换机查询模块...................................................................59
5.3.2流量查询和管理模块.....................................................................62
5.3.3拓扑查询模块....................................................................................64
5.4测试结果分析....................................................................................65
第六章总结并展望了..........................................................66
6.1和...................................................................66
6.2未来研究方向展望....................................................................67
第6章摘要和展望

6.1[完成的主要工作摘要/br/]
随着互联网的快速发展，网络规划、应用和协议设计面临新的挑战。在实验环境中评估网络规划、新应用和协议是应对挑战的有效手段。因此，建立一个大规模的网络实验平台，提供一个可重构、可扩展、高度逼真、可再现的网络实验环境，是探索和研究未来互联网的最佳途径。
目前，构建大型网络测试平台的技术主要包括三种类型:测试床、网络仿真和网络仿真。在这些技术中，试验台的实验结果最接近事实，但其成本高、结构复杂，规模有限，难以大规模推广。网络仿真实验过程可控可操作，灵活性高，成本低，可以设计复杂多样的网络拓扑。但是，它不能引入实际的网络流量，对实际细节的支持也很低。网络仿真兼有两者的优点。在网络仿真的实验环境中，网络应用运行在实际的硬件平台上，可以与实际环境交互，非常灵活，易于扩展，同时可以配置实验环境，控制过程，重复过程，生成真实的网络流量。因此，我们以网络仿真为核心技术，构建了一个大规模的网络测试平台。然而，现有的网络仿真实验平台存在无法验证新技术的缺点，因此我们在网络仿真的基础上采用了OpenFfow协议。由于OpenFfow是基于可编程网络设备技术路线的代表性技术，它完全满足了我们的需求。
本课题旨在基于OpenFlow技术，在搭建实验平台网络环境的基础上，设计并实现其资源管理和状态监控系统。本文的主要研究成果如下:设计了一种分层结构，可以将不同模块的变化分离开来，并将复杂的问题分解成更小、更易于管理的部分。此外，这种模式可以允许抽象细节，并便于高级别的不同应用程序共享低级别的资源。我们的软件架构允许在不改变控制层的情况下实现许多不同的用户界面。
(2)对OpenF10w协议进行了深入研究，对各种OpenFlow信息和相关命令的数据定义有了深入理解。在此基础上，完成了底层模块的开发。
(3)交换机查询模块实现:该模块的主要功能是实时采集交换机状态数据，并将其转换成可扩展标记语言文档，供数据处理模块和可视化模块调用，该模块采集的数据可以通过数据处理模块与其他底层模块共享。
(4)实现了流量管理模块。该模块的主要功能是响应用户提出的各种流管理请求，并对交换机中的流进行相应的更改和管理。二是提供所有交换机的流表细节的显示和查询功能。
(5)拓扑查询模块实现:该模块的主要功能是实时网络链路状态信息，并以拓扑图的形式显示给用户，方便用户掌握实验平台当前的网络拓扑状态，便于网络管理和链路故障分析处理，并为其他模块提供后台支持。
(6)实现数据处理和前端显示模块:该模块处理底层模块的数据并显示在网页上。同时，它为用户提供了以页面形式远程调用底层模块的方法，使得网络管理和控制更加方便直观。

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