基于软件定义网络的流量管理应用的研究和实现

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1、第３２卷第５期计算机应用与软件Ｖｏｌ３２Ｎｏ．５２０１５年５月ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＭａｙ２０１５基于软件定义网络的流量管理应用的研究和实现１２２２２李鹤飞董晨郑晓航褚灵伟陆肖元１（华东师范大学信息科学技术学院上海２００２４１）２（上海宽带技术及应用工程研究中心上海２００３３６）摘要基于软件定义网络架构，研究和实现了流量管理应用。分析网络流量管理应用的实现原理和功能模块，介绍流量管理的工作流程。使用Ｏｐｅｎｆｌｏｗ设备和Ｆｌｏｏｄｌｉｇｈｔ控制器创建软件定义网络试验环境，并在不同的场景中进行验证。验证结

2、果证明了流量管理应用的有效性和准确性。关键词流量管理软件定义网络　ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｆｌｏｏｄｌｉｇｈｔ中图分类号　ＴＰ３　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１５．０５．００４ＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮＯＦＳＯＦＴＷＡＲＥＤＥＦＩＮＥＤＮＥＴＷＯＲＫＩＮＧＢＡＳＥＤＴＲＡＦＦＩＣＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ１２２２２ＬｉＨｅｆｅｉ　ＤｏｎｇＣｈｅｎ　ＺｈｅｎｇＸｉａｏｈａｎｇ　ＣｈｕＬｉｎｇｗｅｉ　ＬｕＸｉａｏｙｕａｎ１（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆ

3、ｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４１，Ｃｈｉｎａ）２（ＦｕｔｕｒｅＮｅｔｗｏｒｋＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＢｒｏａｄｂａｎｄＮｅｔｗｏｒｋｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００３３６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｂａｓｅｄｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｆｉｎｅｄｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ（ＳＤＮ），ｗｅｓｔｕｄｙａｎｄｒｅａｌｉｓｅｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ

4、ｔｒａｆｆｉｃｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒｗｅａｎａｌｙｓｅｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｄｕｌｅｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｔｒａｆｆｉｃｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｔｒａｆｆｉｃｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｗｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔａｔｅｓｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｆｉｎｅｄｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇｕｓｉｎｇＯｐｅｎｆｌｏｗｓｗｉｔｃｈａｎｄＦｌｏｏｄｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ

5、，ａｎｄｖｅｒｉｆｙｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃｅｎａｒｉｏｓ．Ｔｈｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｐｒｏｖｅｓｔｈｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｖｅｒａｃｉｔｙｏｆｔｒａｆｆｉｃｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　Ｔｒａｆｆｉｃｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｆｉｎｅｄｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ　Ｏｐｅｎｆｌｏｗ　Ｆｌｏｏｄｌｉｇｈｔ０　引言１　流量管理应用随着互联网的逐步发展，网络用户和业务流量不断增长，网１．１　ＳＤＮ简介络资源相对不足造成数据交互速率下降，网络拥塞问题日益凸ＳＤＮ结构把传统网络设备紧

6、耦合的网络架构分拆为应用、［１］显。网络流量管理是基于网络的实时流量和流量管理策略，控制、数据转发３层分离的对数据流识别分类，实现流量控制、优化和保障关键应用的关键［４］体系架构，提供了一种可［１］技术，可以保障网络运行效率和服务质量ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙｏｆ编程的网络管理模式，改变Ｓｅｒｖｉｃｅ）。了现有的网络架构。ＳＤＮ结２００６年，斯坦福大学联合美国国家自然科学基金等启动构［５］如图１所示。了由ＮｉｃｋＭｃＫｅｏｗｎ教授担任负责人的ＣｌｅａｎＳｌａｔｅＤｅｓｉｇｎｆｏｒ１）数据转发层由支持ｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔ（简称ＣｌｅａｎＳｌａｔｅ

7、）项目，旨在创建一个摆脱当今互ＯｐｅｎＦｌｏｗ技术的交换机所［２］联网基础架构限制的全新网络。２００８年，ＮｉｃｋＭｃＫｅｏｗｎ教组成。ＯｐｅｎＦｌｏｗ交换机区［３］授提出了Ｏｐｅｎｆｌｏｗ技术，将传统网络设备中的数据转发功能别于传统以太网交换机，主和控制功能分离，网络设备仅进行数据转发，而控制器上集成要由流表、安全通道、Ｏｐｅｎ了网络设备的配置、维护等功能。随着Ｏｐｅｎｆｌｏｗ技术的推广ｆｌｏｗ协议组成。其中，安全和研究，软件定义网络ＳＤＮ（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）架构通道是连接ＯｐｅｎＦｌｏｗ交换被进一步提出，

8、用软件模式的控制面代替了嵌入式节点的控机和控制器的接口。控制器图１　ＳＤＮ网络架构制面，进行集中控制，为未来网络的发展提供了一个新的研究方向和思路。收