基于模型驱动工程模式的SDN网管系统设计与实现

摘要

近些年，随着网络规模的急剧扩大以及云计算、大数据等新型业务的出现，传统网管系统逐渐地暴露出其在网络管理方面的缺陷。一方面，在传统网络中，为了应对来自网络数据流量爆炸性增长带来的压力和挑战，设备厂商在网络设备上叠加了越来越多的技术元素，如虚拟局域网、区分服务、多协议标记交换、网络地址转换等，使得传统网管系统的功能越来越依赖于设备厂商，逐渐趋于僵化。另一方面，随着SDN（Software Defined Networking，软件定义网络）的快速发展，为传统网络的变革带来了更多的机会。SDN重构了传统网络架构，采取了完全不同的设计思想，使得传统的网管系统已经不再适用于新的网络架构，因此需要研发适用于新型网络的网管系统，用于提高网络管理效率和促进网络功能创新。
　　本研究在模型驱动工程模式的基础上，结合SDN的自身特点，将模型驱动工程模式融入到SDN网管系统的开发实现中，使用YANG建模语言对管系统中的业务功能建立高层抽象，分析并设计了网管系统中的拓扑管理模块、配置管理模块、流表管理模块和设备管理模块等核心功能。另外，在实现网络配置管理模块时，采用NETCONF协议取代了传统网管系统中作为网络配置管理协议的SNMP协议，设计了基于NETCONF协议的网络配置管理模型。NETCONF协议在网络配置方面比SNMP协议支持更多的操作，同时采用面向连接的会话传输数据，在增强网络配置功能的基础上，也有效地提升了网络配置模块的安全性。与传统网管系统相比，采用模型驱动工程模式设计的SDN网管系统，不仅能够支持网管功能的模块化开发和动态化扩展，有效地提高SDN网管系统运维效率，也能够适应网络架构的不断演进和升级。

目录

声明

摘要

图目录

表目录

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 课题研究的主要内容和意义

1．2．1 课题研究内容

1．2．2 课题研究的重要性和意义

1．3 论文的框架结构

第2章 SDN网管系统中的关键技术及其应用分析

2．1 SDN核心思想

2．1．1 控制平面和数据平面分离

2．1．2 集中化管理

2．1．3 网络可编程

2．2 SDN中的OpenFlow技术

2．2．1 OpenFlow技术概述

2．2．2 OpenFlow交换机

2．2．3 OpenFlow控制器

2．3 模型驱动工程模式概述

2．3．1 OpenDaylight模型驱动开发模型

2．3．2 YANG建模语言

2．4 SNMP协议及其在网管系统中的应用

2．4．1 SNMP概述

2．4．2 SNMP网络管理模型

2．5 新一代网络配置协议NETCONF

2．5．1 传统网管系统配置管理的不足

2．5．2 NETCONF协议简介及其优势

2．6 本章小结

第3章 SDN网管系统需求分析与功能设计

3．1 SDN网管系统的总体设计思想

3．2 SDN和传统网络中网管系统的区别

3．3 SDN网管系统管理架构选型

3．4 SDN网管系统功能架构设计

3．5 基于模型驱动的SDN网管系统功能模块设计

3．5．1 拓扑管理模块

3．5．2 配置管理模块

3．5．3 设备管理模块

3．5．4 流表统计模块

3．6 本章小结

第4章 基于模型驱动模式的SDN网管系统的具体实现

4．1 SDN网管系统架构实现

4．1．1 逻辑数据平面层实现

4．1．2 控制器层功能实现

4．1．3 视图层功能实现

4．2 配置管理模块

4．2．1 NETCONF Manager

4．2．2 NETCONF Agent

4．2．3 配置管理模块的YANG模型定义

4．3 拓扑管理模块

4．4 设备管理模块

4．5 SDN网管系统定性分析

4．6 本章小结

第5章 SDN网管系统功能测试与验证

5．1 添加机架设备信息

5．2 删除机架设备信息

5．3 拓扑模块测试

5．3．1 性能优化测试

5．4 配置管理模块测试

5．5 流统计模块测试

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 主要内容

6．2 今后的工作

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢