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            SDN控制器鏈路發現及拓撲管理

            2020-09-09 18:01云杰小編閱讀:26

            SDN控制器鏈路發現及拓撲管理

            鏈路發現技術是獲得SDN全網信息的關鍵,是實現網絡地址學習、VLAN、路由轉發等網絡功能的基礎,與傳統網絡中鏈路發現由各網元自主進行不同,SDN網絡中的鏈路發現工作由控制器統一完成。

            SDN控制器主要使用了LLDP(Link Layer Discovery Protocol,鏈路層發現協議)作為鏈路發現協議,該協議提供了一種標準的鏈路發現方式,可以將本端設備的主要能力、管理地址、設備標識、接口標識等信息組織成不同的TLV(Type/Length/Value,類型/長度/值),并封裝在LLDPDU(Link Layer Discovery Protocol Date Unit,鏈路層發現協議數據單元)中發布于自己直連的鄰居,鄰居收到這些信息后,將其以標準MIB(Management Information Base,管理信息庫)的形式保存起來,以供網絡管理系統查詢機判斷鏈路的通信狀況。

            封裝有LLDPDU的報文稱為LLDP報文,報文中包含了特定的組播、目的MAC地址,以及特定的以太網類型,已將LLDP數據包與其他MAC數據幀區分。對于OpenFlow交換機而言,其上的基于流表項匹配進行轉發的機制并不能直接處理常規的LLDP操作,因此相關的工作必須由控制器完成??刂破鲗DN網絡進行鏈路發現的過程:

            控制器在執行鏈路發現過程時,會首先通過一個packet-out消息向所有與之連接的交換機發送LLDP數據包,該消息命令交換機將LLDP數據包發送給所有端口,一旦交換機接收到packet-out消息,他就會把LLDP數據包通過其所有的端口發送給與之連接的設備,如果其鄰居交換機是一臺OpenFLow交換機,那么該交換機將自行相應的流表查找操作。因為交換機中并沒有專門的流表項用于處理LLDP消息,所有它將通過一個packet-in消息將數據包發送給控制器。而控制器在收到packet-in消息后,會對數據包進行分析并在其保存的鏈路發現表中創建2臺交換機之間的鏈接記錄。網絡中其他交換機也都采用相同的方式向控制器發送packet-in消息,因此控制器就能夠創建完整的網絡拓撲視圖,基于這樣的視圖,控制器可以根據業務應用的流量需求,為每臺交換機推送下發不同的流表項。

            基于LLDP消息的方法智能對于控制器直連的openflow交換機進行鏈路發現,如果網絡中存在非openflow域,即兩臺openflow交換機通過其他多臺非openflow交換機連接,此時需要其他的鏈路發現手段。在這種情況下,控制器還是會首先發送packet-out消息給與之相連的openflow交換機,但同時控制器會要求交換機發出廣播包,廣播包將被發往除交換機和控制器相連的端口之外的其他端口。廣播包從openflow交換機發出后,如果網絡中存在非openflow域,廣播包將從這個網絡域的一端進入并穿越,達到與該非openflow域連接的其他openflow交換機。因為在接收到廣播包的openflow交換機中并沒有對應的流表項可供廣播包匹配,所以該廣播包將被上傳到控制器,從而告知控制器在網絡中存在非openflow域。而如果控制器并沒有收到上傳的廣播包,那么就可判斷出整個網絡都有openflow交換機組成。

            拓撲管理作用是為了隨時監控和采集網絡中SDN交換機的信息,及時反饋網絡的設備工作狀態和鏈路鏈接狀態。為了這一目標,控制器需要定時發送LLDP數據包的packet-out消息給與其相連的SDN交換機并根據反饋回來的packet-in消息獲知交換機信息,在監測交換機工作狀態的同時完成網絡拓撲視圖的更新。但值得注意的是,SDN網絡規模較大時,這種拓撲管理機制會導致較慢的收斂過程,影響網絡狀態的實時反饋,同時,該機制也使得包含LLDP數據包的packet-out消息發送的周期設置更復雜。

            拓撲管理還有一項工作:隨時更新SDN交換機及鏈接狀態的同時,對各種邏輯組網信息進行記錄,其中最典型的場景就是云計算下的多租戶共享網絡資源。在多租戶情況下,網絡資源被虛擬化為資源池,每個租戶都可以按照自己的實際需求獲得設備、端口、帶寬等資源,同時還可以根據自身需求對其所有的資源靈活組網。這些租戶網絡相關的資源信息都需要在拓撲管理中予以保存和展現,以反映真實的網絡利用情況,實現優化的資源調度。同時給予不同租戶網絡的拓拓撲信息,SDN控制器可以為相應的網絡數據通路設定訪問控制列表,Qos等,支持租戶網絡在性能、安全等方面的彼此隔離,提供更優的用戶體驗。


            文章標題:《SDN控制器鏈路發現及拓撲管理》

            作  者:云杰小編。本文部分資料來源于網絡,轉載目的在于傳遞更多信息及學習參考:http://www.asperindo.org/showinfo-114-3004-0.html

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