基于OpenStack开源云平台的网络模型研究

【摘要】随着云时代的到来，各种基于IAAS层次的云管理平台应运而生例如亚马逊的EC2和S3的云基础架构等而围绕着开源的优势，OpenStack云平台得到越来越多的企业与个人开发者的支持.OpenStack其目的在于在于简化云平台的部署过程，其组件交互式的架构为其带来了良好的扩展性云计算是基于虚拟化基础上的产物，对于计算ǐ存储ǐ网络都有着一切皆服务的趋势对于OpenStack云平台亦是如此，从网络的发展角度来看，早期的网络组件Nova_network结构过于简单，不能完全满足客户需求而且随着规模的扩大化，其性能要求也不能够满足遵循着网络即服务的理念，Quantum网络模型被提出来，其集中体现为SDN模型的一种演化型方式：云租户能够通过Quantum提供的API创建属于自己的网络拓扑，同时能够配置虚拟网络等对于云计算网络来说，SDN(SoftwareDefinedNetwork)模型已然成为一种趋势，Quantum体现了一种SDN实现方式，支持了多租户云，它将虚拟的网络世界从服务器端扩展到用户端但是Quantum网络也表现出很大的缺点，其一是它所创建的虚拟网络位于网络层之上，其连接的终端是虚拟机层次，而不是更高层次的物理设备，其二，其支持的Vlan数量有限，并且对于网络数据流的负载均衡并不支持针对Quantum网络的这些现象以及目前网络发展的现状：由于TCP/IP网络体系结构已经根深蒂固，面对其设计之初的缺陷，通过更多的协议来修补该体系结构无法从根本上解决问题，反而随着更多协议的运行，网络设备负载更重，导致会出现很多问题另外的一种SDN模型——OpenFlow模型从网络控制层面抽象出数据流的概念解决了这些问题与以往的网络架构不同,OpenFlow用控制层与转发层分离的架构来完成数据流的转发工作在其控制层面上，我们完全可以通过组件开发验证创新的网络体系和协议本文结合自己搭建OpenSatck云部署过程，详细分析了OpenStack早期网络模式，然后讨论Quantum网络的优点与缺点，并结合OpenFlow模型的发展趋势，将其以插件的形式融合在该平台上OpenStack网络在该SDN模型的基础之上，考虑到OpenFlow协议的缺点，进行路由实现首先针对现有的网络体系结构分析数据包传输过程，并找出OpenFlow模型不能路由的原因然后对OpenFlow协议的动作进行处理，合理的完成ARP报文和ICMP报文的处理，并且在OpenFlow控制器端实现链路发现组件与路由组件最后在OpenFlow模拟平台Mininet与Nox控制器进行实验测试与验证，并对当前的研究做了总结与展望，希望后来的研究人员在该基础上进一步的深入
【作者】余海涛；
【导师】王德民；
【作者基本信息】吉林大学，计算机软件与理论，2014，硕士
【关键词】OpenStack；OpenFlow；协议；OpenVSwitch；NOX；控制器；路由实现；

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