SPBM技术在云数据中心网络中的研究与应用

摘要

随着互联网技术的日益更新，业务与互联网的关系也变得日益密切。传统数据中心无论在成本、整合、安全，还是能源管理等方面都面临着巨大的挑战。而云计算的出现无疑对数据中心的发展起到了转折性的作用。云数据中心揭开了自20世纪90年代后期以来数据中心的一页崭新篇章，给互联网数据中心带来了一系列变革。其中，云数据中心的虚拟机动态迁移技术从根本上改变了原有网络架构。该新网络要求支持大范围的二层域(大二层网络)，改变了传统三层网络的统治局面，而这样的改变也带来了大二层网络在扩展、选路、数据交换以及融合等方面的一系列问题，并且当前的网络协议很难满足大二层网络的需求。为解决这一矛盾，我们研究实现了运用于云数据中心大二层网络的SPBM技术。
　　本文主要对SPBM技术控制平面上的关键技术进行了研究，设计并实现了整个SPBM技术。论文工作分为以下三点：
　　首先，进行SPBM的报文交互，通过邻居报文在相邻两台设备上建立起SPBM邻居，建立通道，然后将本端的链路信息以及接收到的非本地链路信息进行扩散，使得整个网络节点都得到网络链路信息，并学习存储。
　　其次，SPBM的路由计算，根据学习到的链路信息，进行路由计算，得出整网的拓扑关系图。基于这个拓扑关系图，进行等价路径选择和实例映射，形成数据转发路径并实现流量负载分担功能。同时，针对各节点生产转发路径能力的不同，采用一致协议技术，解决不必要的瞬间环路问题。
　　最后，SPBM的实时备份，为了提高网络的可靠性，增加控制平面信息的实时备份功能。当交换机的主用业务控制板发生意外故障，停止工作时，根据实时备份机制，将控制层面的静态数据和动态数据平滑过渡到备用业务控制板上，当备用业务控制板继续原主控板工作后，不仅保障了用户数据流量转发不中断，而且也提高了网络的灾备容错能力。
　　本论文对于SPBM技术进行了研究和实现，并配合其他相关协议技术环境下，进行试验测试。用交换机搭建一组网络环境，并在每台交换机上运行SPBM。结果表明，SPBM能正确地进行报文的收发、解析，对链路信息进行路由计算，生成转发路径，并且实时备份SPBM信息，最终实现用户数据转发不中断。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2云数据中心网络技术及SPBM技术研究现状

1.3本文的主要工作和组织结构

第二章 SPBM技术概述

2.1 SPBM的应用场景

2.2 SPBM的工作平面

2.3开发环境

2.4本章小结

第三章 SPBM邻居建立与链路信息扩散

3.1概述

3.2 SPBM邻居建立

3.3 SPBM链路信息扩散

3.4 SPBM报文交互的实验结果与分析

3.5本章小结

第四章 SPBM路由表项的计算与下发

4.1概述

4.2 SPBM网络最短路径计算

4.3 基于ECT算法决策的SPBM最短路径树

4.4 基于改进AP协议的SPBM表项同步

4.5 不同端口角色下的表项下发

4.6 SPBM路由表项的实验结果与分析

4.7本章小结

第五章 SPBM控制数据的实时备份

5.1概述

5.2 基于NSR技术的SPBM控制数据实时备份

5.3 SPBM的实时备份的实验结果与分析

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录