可編程虛擬化路由器管控平面的設(shè)計與實現(xiàn)

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1、學(xué)校代號：10532學(xué)號：S1024W145密級：普通湖南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文可編程虛擬化路由器管控平面的設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)位申請人姓名：李坤麗導(dǎo)師姓名及職稱：張大方教授黃偉高級工程師培養(yǎng)單位：信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)名稱：軟件工程論文提交日期：2013年7月1日論文答辯日期：2013年7月24日答辯委員會主席：秦拯教授TheDesignandImplementationofControlPlaneoftheProgrammableVirtualRoutersbyLIKunliB.E.(HunanUniversity)2010Athesissubmittedin

2、partialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinSoftwareEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZHANGDafangSeniorEngineerHUANGWeiJuly,2013學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不

3、包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密□，在______年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密□。（請在以上相應(yīng)方框內(nèi)

4、打“√”）作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日I可編程虛擬化路由器管控平面的設(shè)計與實現(xiàn)摘要網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)流量的增加對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)在擴(kuò)展性、安全性、高性能等方面提出更高要求，實現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)成為研究熱點，得到研究人員的關(guān)注。然而在研究過程中，新的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)必須兼容現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的功能需求增加體系架構(gòu)的設(shè)計難度。為了解決多種網(wǎng)絡(luò)共存的難題，研究人員提出通過可編程虛擬化路由器構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)的解決方案。此外，可編程虛擬化路由器還具有可擴(kuò)展性、可編程性、高性能等，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺的高效性和擴(kuò)展性。因此，研究和實現(xiàn)可編程虛擬化路由器的系統(tǒng)架構(gòu)

5、設(shè)計具有十分重要的研究意義和科研價值。針對上述情況，本文的研究內(nèi)容包括以下兩個方面。1.研究基于三層體系架構(gòu)的可編程虛擬路由器管控平面的體系架構(gòu)設(shè)計和實現(xiàn)機(jī)制。本文通過分析功能需求將管控平面劃分為虛擬路由器管理模塊、網(wǎng)絡(luò)信息管理模塊，信息交互模塊和功能擴(kuò)展模塊四個部分。其中，虛擬路由器管理模塊實現(xiàn)對虛擬機(jī)的創(chuàng)建、刪除和查看等系統(tǒng)管理功能。網(wǎng)絡(luò)信息管理模塊實現(xiàn)將虛擬機(jī)配置成虛擬路由器，配置網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，管理路由表等網(wǎng)絡(luò)信息。信息交互模塊實現(xiàn)管控平面與數(shù)據(jù)處理平面的通信，并提供同步機(jī)制實現(xiàn)信息的同步更新。功能擴(kuò)展模塊實現(xiàn)用戶交互接口，保證管控平面的功能擴(kuò)展性。在

6、完成管控平面架構(gòu)設(shè)計后，本文各個模塊功能的實現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行分析，為進(jìn)一步實現(xiàn)管控平面的需求提供技術(shù)支持。2.研究管控平面功能的最佳實現(xiàn)方案，并采取平面架構(gòu)和相關(guān)的軟件相結(jié)合的解決方案分模塊實現(xiàn)管控平面功能。本文分析實現(xiàn)管控平面各個模塊功能的操作流程，歸納得出功能點和關(guān)鍵技術(shù)。在實現(xiàn)管控平面功能過程中，通過使用LXC虛擬化技術(shù)合理地管理物理設(shè)備資源，獲取物理設(shè)備資源與虛擬資源的最優(yōu)配置實現(xiàn)虛擬路由器實例；通過使用路由管理軟件實現(xiàn)虛擬路由器配置模塊的可用性和用戶交互性，滿足不同的虛擬路由器實例可運行不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的需求；通過socket套接字的使用實現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理

7、平面的信息交互，netlink接口實現(xiàn)平面虛擬路由器與平面操作系統(tǒng)內(nèi)核的交互。測試結(jié)果證明了：本文研究實現(xiàn)的管控平面體系結(jié)構(gòu)能夠有效地分配物理設(shè)備資源，高效地管理相互隔離的虛擬路由器，實現(xiàn)了與數(shù)據(jù)處理平面的系統(tǒng)信息交互，滿足了可編程虛擬化路由器對管控平面的功能。通過軟件技術(shù)實現(xiàn)的管控平面具有良好的靈活性、可移植性和擴(kuò)展性。關(guān)鍵詞：管控平面；體系架構(gòu)；虛擬路由器；虛擬化技術(shù)；信息交互II工程碩士學(xué)位論文AbstractWiththegrowingofWebapplication,networktrafficincreasestoexistingIntern

8、etscalability,security,performance,andot