网络虚拟化资源管理及虚拟网络应用研究

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1、网络虚拟化资源管理及虚拟网络应用研究-->第1章绪论1.1研究背景面对传统互联网体系结构暴露出来的问题，研究学者们开始对现有的网络体系结构进行思考，下一代互联网的概念逐渐被提及。但是，如何构建和发展下一代互联网，大家尚无统一的意见。目前，对现有互联网的改进主要有两条技术路线：改良式发展[9][10](Dirty-slate,Incremental)和革命式发展(Clean-slate)。改良式发展的核心还是以现有的互联网为基础，对需要改进的方面进行增量式修补和完善。具体来说是针对移动IP，QoS保证、安全性等方

2、面存在的问题分别进行改进和优化。改良式的技术路线的问题是，不断的增加和改动网络协议进一步加剧了网络的复杂性，同时，局部性的改良不能从全局的角度去对当前互联网进行优化，不足以支持互联网的进一步发展。革命式发展观点认为任何技术体系都有它的生命周期，经过若干年后都会被新的体系所替代，基于TCP/IP的互联网体系结构也不例外。1.2研究现状传统的虚拟化技术如Vlan、Overlay等仅在链路层或应用层的虚拟技术只能针对特定的应用，远远达不到构建下一代互联网的需求。为了解决互联网发展僵化的问题，Larry等人首先提出利用

3、网络虚拟化构建网络实验平台，将网络虚拟化技术作为构建下一代互联网的根本。网络虚拟化技术是指：使用抽象、分配和隔离机制实现节点和链路虚拟化，通过共享底层的物理资源构建出共存但相互隔离的多样化虚拟网络，物理网络能够根据动态变化的虚拟资源请求实现对物理资源的合理配置和管理。目前，基于网络虚拟化技术构建下一代互联网成为学术界和工程界的共识，各个国家相继启动了相关的研究项目。国外的项目如美国的GENI(GlobalEnvironmentforNetents)项目，F1本的AKARI项目等。中国也较早的展开了基于网络虚拟化

4、技术的下一代网络的研究，如GI(ChinaNextGenerationInter)项目和一体化承载网络（UniversalCarryingNetulticast)作为解决组内通信的另外一种技术被许多研究学者提出。应用层组播就是把一切和组播相关的操作从网络层提升到应用层来实现，到然，组播功能也从路由器中剥离并在终端主机上实现。应用层组播通过在现有IP网络的基础上构建了一层Overlay网络，通过主机间的信息复制和转发来实现组播，不需要底层路山器的参与。与传统的路山器相比，端主机节点在通讯能力、可靠性和稳纪性等方面

5、都要差很多，端节点出于稳定性或者自私性等原因会随时离开?组播姐。因此，应用层组播很容易受到端主机节点动态性的影响。当某个端主机节点发生故障或性能下降时，该组播树所有的下游节点就会受到影响。在组播应用（视频音频会议）中，一定的丢包率是可以接受的，但是当丢包率过高或者节点根本不能接收到数据时，下游节点就将会中断其组播会话，并且重新加入组播树。6.2OFM组播系统框架与协议消息IP组播部署受限的根本原因在于组播管理与组播转发的紧稱合特性，分布式的网络拓扑增加了组播管理的难度。基于上述原因，本文提出了一种层次化的、转发

6、节点分群管理的集中式组播框架，通过-->解稱合传统组播路由器的管理和转发功能，部苦专用服务器实现组播管理，转发节点根据服务器下发的规则转发数据。这不仅简化了路由节点的设计难度，也提高了路山器的处理效率，通过转发节点分群和集中管现模式有效提高组播树的构建能力。……………………第7章总结与展望7.1工作总结提出了一种层次化的、转发节点分群管理的集中式组播框架。该框架通过解耦合传统组播路由器的管理和转发功能，部署专用控制服务器实现组播管理，转发节点根据服务器下发的规则转发数据。服务器之间采用Full-Mesh连接结构

7、，集中管理群内的节点。定义了服务器间通信的消息格式，给出了组播树的构建与维护算法。最后通过仿真实验和原型实验评价了组播框架的性能，该方案能有效地减少组播包的传输时延，并在成员的加入和退出时延方面具有明显的优势，同时引入的额外协议开销很小。7.2未来工作展望基于OpenFloesh结构虽然提升了组播树的构建速度，但是也加大了协议开销，在未来的工作中，控制器的拓扑连接情况也是重点考虑的问题。……………………