SDN架构下VXLAN技术的研究与实现

摘要

目前，云服务业务蓬勃发展。为了更好地服务于大规模数据中心和实现网络虚拟化，SDN架构在现有网络当中的大规模实现将成为趋势。同时，虚拟机动态迁移等技术要求在数据中心间部署大二层网络。VXLAN技术作为一种新的大二层网络技术，能够满足新一代数据中心网络的要求。因此，有必要对SDN架构下的VXLAN网络承载系统的实现进行研究。
　　针对以上情况，本文对SDN架构下的VXLAN实现方案和相关技术进行了研究。在VXLAN网络中，VM发出的数据包，先被本端的VTEP设备接收，封装成VXLAN数据包，然后转发到通用IP网络，最后在目的VM端的VTEP设备上解封装成原始数据包，转发给目的VM。VXLAN网络的主要功能都是在VTEP设备上实现，因此本文设计的系统也运行在VTEP设备上。该系统中的面向SDN控制器设备的接口是利用NETCONF技术实现的。VTEP设备上的VSI、AC、Tunnel等相关数据，分别在该系统中得以储存。通过DBM技术，系统的可靠性得到了提高。内核配置模块中的数据主要被内核转发模块使用。VTEP设备接收到的本地和远端数据报文都是由内核转发模块来处理的。进行相应的封装、转发、泛洪、丢弃等操作也由内核转发模块来完成。
　　本文主要完成了以下的工作:
　　1.研究了MPLS技术、L2VPN技术、VXLAN技术、DBM服务等方面的内容，研究了二层报文承载转发系统的设计思路，其中重点研究了L2VPN技术，研究了DBM的运行机制。
　　2.基于以上的研究，本文在需求分析的基础上，设计并且实现了SDN架构下的VXLAN承载系统。该系统可以分为四大模块:配置预处理模块、VXLAN处理模块、内核配置模块、内核转发模块。本文中分别对这些模块进行了详细的设计和实现。
　　3.通过组网和报文分析，本文所设计的系统能够实现在SDN架构下实现VXLAN网络的功能。
　　本文设计并实现的SDN架构下的VXLAN网络承载系统，能够实现普通VXLAN转发、VXLAN网关、以及泛洪抑制等功能。

目录

声明

摘要

缩略词表

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

1．4 本文的组织结构

第二章 相关技术和理论

2．1 MPLS技术

2．2 L2VPN技术

2．3 VXLAN技术

2．3 DBM服务

2．4 本章小结

第三章 需求分析与总体设计

3．1 系统需求分析

3．1．1 配置预处理模块的需求分析

3．1．2 VXLAN处理模块的需求分析

3．1．3 内核配置模块的的需求分析

3．1．4 内核转发模块的的需求分析

3．2 系统总体设计

3．3 本章小结

第四章 系统详细设计与实现

4．1 配置预处理模块

4．1．1 XML配置管理平台

4．1．2 MOR解析模块

4．1．3 VXLAN XML预处理模块

4．2 VXLAN处理模块

4．2．1 TLV处理分发模块

4．2．2 VSI子模块

4．2．3 VxlanId子模块

4．2．4 Tunnel子模块

4．2．5 AC子模块

4．2．6 Notify子模块

4．2．7 Dld子模块

4．2．8 VXLAN进程内的配置下发与数据获取流程

4．3 内核配置模块

4．3．1 L2vfib_vsi子模块

4．3．2 L2vfib_vxlan子模块

4．3．3 L2vfib_tuunel子模块

4．3．4 L2vfib_ac子模块

4．4 内核转发模块

4．5 本章小结

第五章 系统测试与结果分析

5．1 NETCONF配置报文以及配置返回结果

5．1．1 进程使能

5．1．2 VSI的配置与获取

5．1．3 VXLAN的配置与获取

5．1．4 VXLAN Tunnel的配置与获取

5．1．5 VSI与物理接口的绑定与解绑定

5．2 VXLAN技术的测试组网

5．2．1 组网环境搭建

5．2．2 VM到VM的数据报文分析

5．2．3 VM到外界网络的数据报文分析

5．3 本章小结

第六章 总结和展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献