行业研究02-ag中心-基于sdn技术的端口流量负载均衡研究

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1、基于SDN技术的端口流量负载均衡研究权熙哲（互联网行业咨询部）摘要SDN技术是近年來网络行业最受关注的革命性新技术，其在网络管理、控制方面的智能、开放、灵活性是传统网络技术所无法比拟的。本文简要回顾当前网络中端口流量负载均衡技术，并分析面临的问题。介绍了SDN技术在业界的发展情况，分析SDN技术在端口流量负载均衡场景屮能够发挥的作用。介绍了通过SDN技术解决端口流量负载均衡问题的组网方案及实现原理，结合实验数据，证明SDN技术在端口流量负载均衡场景中应用的可行性。关键词：SDN；Openflow；负载均衡；Hash算法；静态均衡；动态均衡。弓I言31

2、.SDN技术及业界发展简介32.端口流量负载均衡适用场景53.当前端口流量负载均衡算法与问题54.SDN技术在端口流量负载均衡中的应用64.1基于VLAN的负载均衡方案64.2交换机端口流量均衡策略64.3基于VLAN的负载均衡过程75.基于SDN技术的端口流量负载均衡效果实验95.1实验环境介绍95.2流量输入模型95.3静态均衡输出效果105.4动态均衡输出效果115.5对比分析116.SDN技术优为势分析136.1建设成本分析136.2收益分析136.3风险分析137.结论13引言随着网络带宽和网络可靠性需求的增加，越来越多的网络交换机互联中采

3、用了端口聚合/等价路由等方式实现端口流量负载均衡。随之而來的是由于现有芯片所支持的均衡算法有限导致流量负载的不均衡。本文屮引入当前业界最关注的SD7技术，基于OpenFlow协议的实现，提出了动态负载均衡解决方案。通过已能够支持OpenFlow协议的RG-EG网关产品以及RG-S6010交换机，搭建了实验环境，并通过实验效杲的对比分析，论证了SD7技术在端口流量负载均衡场景中的可行性。1.SDN技术及业界发展简介SDN是斯坦福大学以NickMcKeown教授、MartinCasado为代表的学术研究团队基于Ethane项目成果OpenFlow协议基础

4、上提升出来的。Ethane项目是由美国GENI(GlobalEnvironmentforNetworkingInnovations)资助的关于网络安全与管理的研究。他们试图通过一个集川的控制器来定义流的安全策略，并应用到各个网络设备，以实现对整网通信的安全控制。2009年，《MITTechnologyReview^把SDN技术评为影响未來的十大新兴技术之一。从此，受到了业内越来越多的关注。2011年3月份，ONF组织成立，学术界与产业界正式推广SDN技术。理解SDN的概念应该首先从对SDN的需求出发，不同行业、不同应用对SDN有着各自不同的需求，因此

5、人们在谈论SDN时通常也有着不同的理解。在网络科研领域，人们利用SDN快速地部署和试验创新的网络架构和通信协议；大型互联网公司希望SDN提供掌握网络深层信息的可编程接口，以优化和提升业务体验；云服务提供商希望SDN提供网络虚拟化和白动配路以适应其扩展性和多租户需求；ISP希望利用SDN简化网络管理以及实现快速灵活的业务提供；企业网用户则希望SDN实现私有云的自动配路和降低设备采购成本。目前SDN技术路线主要有以下四种:OpenFlowOPFKNPTWVO口KINOFOUNWION依术架构：K转灰勻疫制廿JI架构；2.标准化转安囲；优点:JB于瀝■调度

6、；开放生态魅；法术舉构:K开放网MiOStt力；2.标范化API;优点：K充分利用现荷设餐；2.快連实现；NFV(NetworkFunctionVirtualization)NICIRA技术架构：1.网塔边1•软件化；2.OvtrlayfJ术；优点：1.与佈連网络斜惕；2.貝活部■；Cr/e6ror/Af技术舉构：1.网关功18软件化；2.扫一化半白；优点：快速业务供R；経/«本；图1四种SDN技术路线OpenFlow：由ONF组织负责推进标准化和市场化工作，其核心思想是转发与控制解耦。广泛被传统网络厂商所接受并走向市场化。其架构设计如图2。标准网络

7、开放：其核心思想是重用当前的技术而不是0penFlowo重点研究方向如下：>XML-basedSDN：利用Netconf和已有设备接口。多数厂商已支持Netconf；>I2RS（InterfacetoRoutingSystem）：一种新接口，将路由提供给APPs；>ForCES（ForwardingandControlElementSeparation）：与OpenFlow类似，ForCES的目标是打破网络件的封闭性。分离转发和控制件，自然就要定义他们的开放的通信接口。使用ForCES网络设备的控制件（CE）和转发件（FE）可以独立发展，只要它们支持

8、ForCES协议。这样，网络设备的发展将会加快。Overlay（网络亞加技术）：核心思想是将网络服务与底层物