虚拟化交换机的虚拟资源管理与优化技术研究

摘要

基于TCP/IP体系结构的现行互联网络，在灵活性、可扩展性和可管理性方面，表现出难以融入新技术和新业务的趋势，呈现一种结构僵化的特征。为了支持未来网络创新，解决现行网络存在的弊端，迫切地需要真实的网络环境来测试验证未来网络体系架构和协议，研究者提出了网络虚拟化的思想，并且得到未来网络领域研究的广泛关注。在网络虚拟化的研究中，虚拟资源管理是一个关键问题。
　　本文分析了NetFPGA的虚拟化交换机开发与实现技术，在此基础上，将XenServer虚拟化软件与NetFPGA硬件相结合，在XenServer DDK环境中开发NetFPGA的驱动模块，并将驱动模块移植到XenServer Domain0中，构建了4×1Gb/s的多端口物理交换机。论文进一步通过桥接手段实现虚拟交换机与物理交换机的端口连接，构建了基于XenServer的虚拟化物理交换机。通过两个逻辑独立的虚拟交换机的分配和部署实验，验证了虚拟化交换机的有效性。为了使虚拟交换机提供更好的网络性能，论文设计了资源管理方案，该方案监控交换机的物理资源和虚拟交换机资源使用情况，并与集中式资源管理节点协作，完成资源的查看和监控功能。最后，针对虚拟交换机竞争占用物理交换机带宽资源的问题，通过测试验证了XenServer下通用带宽管理工具的可用性。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3论文的组织结构

第二章 虚拟化交换机的技术综述

2.1虚拟化技术概述

2.2 OpenFlow交换机概述

2.3 NetFPGA开发板概述

2.4本章小结

第三章 虚拟化交换机的设计与实现

3.1虚拟化交换机的体系架构

3.2 XenServer-NetFPGA平台构建

3.3虚拟化交换机部署

3.4本章小结

第四章 虚拟化交换机的虚拟资源管理

4.1资源监控与管理方案设计

4.2资源监控器的设计与实现

4.3资源管理节点的设计与实现

4.4本章小结

第五章 虚拟化交换机的端口资源管理

5.1交换机的端口资源与性能的关系

5.2端口资源管理方案

5.3物理带宽资源调控测试

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2研究展望

参考文献

附录1攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢