基于SDN的网络化接口研究

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1、密级无分类号ＴＰ３９３Ｘ＇ＩＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目：基于ＳＤＮ的网络化接口研究作者：邹圣恺指导教师：雷志勇教授申请学位学科：检测技术及其自动化装置２０１８年５月１７日密级无分类号TP393XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目：基于SDN的网络化接口研究作者：邹圣恺指导教师：雷志勇教授申请学位学科：检测技术及其自动化装置2018年05月17日基于SDN的网络化接口研究学科：检测技术及其自动化装置研究生签字：指导教师签字：摘要SDN是一

2、种新型架构网络，有着转控分离和资源可编程的优点。在靶场中部署SDN架构的测控网络有着极大的好处。然而，相比于传统架构网络，SDN对数据的处理以及对硬件设备的要求都存在很大区别。靶场中目前有两种类型的测试设备，一种是已经接入到传统架构网络的设备，由于其造价昂贵等原因不便于更换。另外一种是自身不带网口无法连网的测试设备。针对这两种情况，本课题研究设计了基于SDN的网络化接口，旨在解决将以上两种设备接入到靶场部署的SDN测控网络中，满足对设备的测控要求。对于第一种类型的设备，设计了SDN网络化接口的控制器应用。该控制器应用的核心思想是将靶场的SDN测控中心与传统网络视为两

3、个自治系统。通过研究OpenFlow控制器与OpenFlow交换机之间的工作原理与消息机制，同时借助BGP协议，实现SDN与传统网络之间可达信息的同步。保证控制器可以同时获取SDN以及与之相连的传统网络的链路可达情况。最终控制器根据网络可达信息给OpenFlow交换机下发相应流表，实现SDN测控中心与接入传统网络的测试设备能够互相通信，满足靶场的集中测控要求。对于另一种测试设备，设计了SDN网络化接口装置。该装置选用STM32芯片和DM9000以太网控制芯片的组合，移植轻量化的LWIP网络协议栈，实现串口协议与网络协议的相互转换。同时对于串口通信传输速率低的特性，采

4、用减少数据拷贝以及DMA传输的方法来提高网络化接口装置的性能。最终使得这类的测试设备能够接入到靶场SDN测控中心。首先测试SDN网络化接口的控制器应用。终端中的路由信息表可以看出控制器和各个路由器学习到不同域的网络可达信息，说明控制器已经获取了整体网络的路由信息。其次，三种应用场景下各主机相互访问的测试结果，说明控制器能够给OpenFlow交换机下发相应流表，成功指导各主机间的正常通信。对于SDN网络化接口装置，以串口助手与网络助手相互发送数据的方式，将装置连接到OpenFlow交换机上进行测试。最终的测试结果显示，在不同的波特率下网络调试助手以1ms的间隔发送数据

5、，串口助手以150ms的间隔发送数据，没有出现丢包情况，测试网络延时为1ms。通过对这个课题的研究，证明通过BGP协议可以实现SDN架构网络与传统网络互相访问，最终能够将已经接入到传统架构网络的设备连入到SDN测控网络中。同时通过给STM32移植LWIP协议可以实现串口协议与网络协议的相互转换，并通过SDN网络化接口装置将无法连网的设备也连入靶场的SDN测控网络中。关键词：SDN；BGP；LWIP；网络化接口ResearchonNetworkInterfaceBasedonSDNDiscipline:Detectiontechnologyanditsautomati

6、ondeviceStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractSDN,whichhastheadvantagesofforwardcontrolseparationandresourceprogrammable,isanewarchitecturenetwork.ItisofgreatbenefittodeploySDNintherange.However,comparedtothetraditionalarchitecturenetwork,SDNhasagreatdifferenceindataprocessingan

7、dtherequirementsforhardwaredevices.Therearetwokindsoftestingequipmentintherange,oneofthathasbeenconnectedtothetraditionalarchitecturenetwork,andit’snoteasytobereplacedbecauseofitshighcostandotherreason.Anotheristheequipmentwithoutthenetworkinterfacethatcan’tbeconnectedtoanynetwork.Fo