基于SDN的云計算網(wǎng)絡(luò)

李建新

【摘 要】隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺架構(gòu)難以滿足日益增長的需求。因此，有學(xué)者提出了SDN，可以有效滿足日益增長的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。論文以SDN為主要研究對象，首先介紹云計算和SDN技術(shù)的概念，之后著重介紹基于SDN的云計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，詳細(xì)分析了SDN在云計算網(wǎng)絡(luò)平臺的應(yīng)用，希望能給SDN的實(shí)際應(yīng)用提供一定的理論參考意義。

【Abstract】With the continuous development of internet technology and cloud computing technology， the traditional network platform architecture is difficult to meet the growing demand. Therefore， some scholars put forward SDN， which can effectively meet the growing demand for network applications. Taking SDN as the main research object， this paper firstly introduces the concept of cloud computing and SDN technology， then focuses on the cloud computing network architecture based on SDN， and analyzes the application of SDN in the cloud computing network platform in detail， hoping to provide some theoretical reference significance for the practical application of SDN.

【關(guān)鍵詞】SDN;云計算;網(wǎng)絡(luò)

【Keywords】SDN; cloud computing; network

【中圖分類號】TP393? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）09-0165-02

1 引言

隨著時代的發(fā)展，人們發(fā)明了云計算技術(shù)，云計算技術(shù)有效解決了大數(shù)據(jù)時代面臨的問題。使用云計算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)用戶可以快速獲得和釋放資源，同時可以和資源所有者共同承擔(dān)成本，網(wǎng)絡(luò)用戶可以十分便捷地獲得所需要的資源，網(wǎng)絡(luò)用戶并不需要具備資源有關(guān)的硬件設(shè)備知識和技術(shù)，只需要購買云計算服務(wù)，按照自己的需求給資源提供方付費(fèi)，就可以獲得自己需要的資源[1]。雖然云計算技術(shù)在大數(shù)據(jù)時代應(yīng)用廣泛，但是應(yīng)用過程中也存在一些問題，如網(wǎng)絡(luò)用戶在使用云計算技術(shù)時需要對多個網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行配置，而SDN技術(shù)可以解決這個問題?；赟DN的云計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

2 云計算技術(shù)簡介

云計算是為了將分散的資源集中起來充分利用，在一定程度上盡可能地提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和存儲能力。云計算技術(shù)主要使用兩項(xiàng)技術(shù)，一種是資源網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，一種是資源集中化技術(shù)。資源網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)使得系統(tǒng)中的各個服務(wù)器相互聯(lián)系起來，從而便于系統(tǒng)對這些服務(wù)器的共同管理，平衡各個服務(wù)器的資源承載量。

3 軟件定義網(wǎng)絡(luò)簡介

云計算技術(shù)使得越來越多的資源集中到云平臺上，云平臺規(guī)模迅速擴(kuò)大，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)難以滿足日益增長的云計算技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。SDN，即軟件定義網(wǎng)絡(luò)可以滿足云計算技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展需要。SDN最初被發(fā)明是為了構(gòu)建一個用戶可以控制管理的開放式平臺。SDN將數(shù)據(jù)層和控制層分離開來，數(shù)據(jù)層和控制層之間由交換機(jī)進(jìn)行連接交流，控制層把用戶的數(shù)據(jù)資源請求發(fā)送給交換機(jī)，交換機(jī)再把資源請求發(fā)送給數(shù)據(jù)層。除此之外，SDN在控制層還設(shè)置了用戶接口，使得用戶可以自行編寫程序進(jìn)行控制，可以滿足用戶的個性化需求。SDN允許用戶在云平臺上進(jìn)行資源處理和存儲，在SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，數(shù)據(jù)邏輯只在控制層上執(zhí)行，數(shù)據(jù)的打包傳輸則是在數(shù)據(jù)進(jìn)行，功能分工很明確，不會造成職能混亂。SDN除了平臺架構(gòu)，還需要一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)完整的云計算數(shù)據(jù)處理和存儲功能，例如，OpenFlow協(xié)議，這個協(xié)議使得現(xiàn)有的硬件設(shè)備設(shè)計分析測試設(shè)備上的新協(xié)議。OpenFlow協(xié)議要正常執(zhí)行，就需要集中控制器和交換機(jī)的輔助，只有這兩部分共同工作，OpenFlow協(xié)議才能完整執(zhí)行。綜上所述，相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以把控制層和數(shù)據(jù)層進(jìn)行功能分離，這兩層之間的數(shù)據(jù)傳輸通過交換機(jī)進(jìn)行。

4 基于SDN的云計算網(wǎng)絡(luò)平臺

將云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)采用SDN架設(shè)，核心思想是用控制器控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式，網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)、虛擬交換機(jī)對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)行為，完全由控制器中的應(yīng)用程序決定。除此之外，控制器還需充當(dāng)VM的管理代理，負(fù)責(zé)代理云管理平臺，部署虛擬機(jī)的創(chuàng)建、刪除、遷移、安全策略管理等。

4.1 部署模型

本設(shè)計方案中，采用兩層的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其中接入層網(wǎng)絡(luò)采用SDN架構(gòu)，按照大二層網(wǎng)絡(luò)部署。接入層與核心層仍然進(jìn)行三層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計架構(gòu)如圖2所示。