苏ICP备112451047180号-6
基于云计算平台下SDN应用开发
摘要
随着云计算技术高速发展，传统网络架构已经无法满足现在企业的高需求。然而基于软件定义网络SDN（Software Defined Network）技术的出现大大优化了云平台的网络低能性，实现网络的虚拟化，将网络、计算和存储融为一体。SDN是一种能够将流量表的信息传递至网络的标准方式，它的应用促成了一个可以容纳各种供应商开放市场的形成，进而降低了SDN的规划与建设投入。SDN技术实现了数据平面的集中控制，已经成为当前网络的演变趋势[1]。
本方案基于OpenStack云平台进行了SDN应用开发，改善了云储存平台基础服务的性能，云平台利用Python进行开发。通过OpenStack提供的网络全局视图，实现对计算、存储和网络资源等进行统一管理[2]。
通过模拟结果表明：软件定义网络的方法能够实现网络资源快速调度与分配，保证了IAAS云平台网络的可协调性，而且有效的解决了当前企业对网络架构的高需求性。SDN这一新方案使网络管理更加方便容易，并有效的节约了成本。
关键词: OpenStack；SDN；云计算；IAAS
[2] 张进铎、毛承国、李硕、张卫华、马迅飞.OpenStack开源云平台主模块的架构分 析[J];信息技术与信息化;2014年04期
[3] 卢琰琳、刘彤、韦巍、范纪明.基于SDN弹性网络架构及应用探索[J];邮电设计技术;2016年05期
[4] 江国龙、付斌章、陈明宇、张立新.SDN控制器的调研和量化分析[J];计算机科学与探索;2014年06期
[5] 左青云、陈鸣、赵广松、邢长友、张国敏、蒋培成.基于OpenFlow的SDN技术研究[J];软件学报;2013年05期
[6] 韩贞阳、陈兴蜀、胡亮、陈林.基于软件定义网络的IaaS虚拟机通信访问控制方法
摘要
随着云计算技术高速发展，传统网络架构已经无法满足现在企业的高需求。然而基于软件定义网络SDN（Software Defined Network）技术的出现大大优化了云平台的网络低能性，实现网络的虚拟化，将网络、计算和存储融为一体。SDN是一种能够将流量表的信息传递至网络的标准方式，它的应用促成了一个可以容纳各种供应商开放市场的形成，进而降低了SDN的规划与建设投入。SDN技术实现了数据平面的集中控制，已经成为当前网络的演变趋势[1]。
本方案基于OpenStack云平台进行了SDN应用开发，改善了云储存平台基础服务的性能，云平台利用Python进行开发。通过OpenStack提供的网络全局视图，实现对计算、存储和网络资源等进行统一管理[2]。
通过模拟结果表明：软件定义网络的方法能够实现网络资源快速调度与分配，保证了IAAS云平台网络的可协调性，而且有效的解决了当前企业对网络架构的高需求性。SDN这一新方案使网络管理更加方便容易，并有效的节约了成本。
关键词: OpenStack；SDN；云计算；IAAS
目录
1 .引言 1
1.1本文背景 1
1.2本文意义 1
1.3本文结构 2
2.方案设计 4
2.1整体设计 4
2.1.1硬件设备 4
2.1.2软件环境 4
2.1.3功能设计 4
2.2设计依据 5
3.功能实现 6
3.1搭建基本环境 6
3.2部署OpenDayLight应用 6
3.3 OpenDayLight功能组件的安装 7
3.3配置网络服务 9
3.4 配置Openvswitch 12
4.成果展示 18
5.总结 22
参考文献 23
致谢 24
1 .引言
1.1本文背景
随着IT行业的快速发展，云计算已经成为一种新兴的产业，同时也被众多的企业接受这一种新型计算模式。然而围绕着企业怎样消除前期投资、降低操作费用、按需计算资源、弹性伸缩等核心概念建立了企业信息技术中的商业模式与计算服务[6]。云计算主要由三种典型地虚拟化技术相支撑，即服务器虚拟化，存储虚拟化和网络虚拟化。
云计算发展为“企业云”带来了高收益，高效益。同时“企业云”公司对用户业务部署的方式，从而节省了设备的运营成本。根据最新相关的数据统计分析，类似淘宝、京东等各大网上商城业务订单，各大网上商城它们展现出非常明显的时节性，平常的时候业务订单流量不是很多，但是到了像“双十一”、“双十二”、“六一八”等网上商家大肆打折扣的时候业务量会猛增，而且业务流量是以秒来计算的。可想而知，这种现象给各大运营商和网上商城都带来了严峻的挑战。如果采用传统的方式部署硬件设备，势必会在业务流量少的时候，造成硬件设备资源的浪费。从而在业务流量呈现“J型增长”时，又不能够快速的扩展硬件资源。从而设备处理不过来造成死机瘫痪的现象。若将硬件设备转化为虚拟化的机器进行“云运维”，则可以在业务量少的时候减少云主机运转的数量和网络带宽的资源，在业务量呈现快速激增时，能够大量快速的部署云主机，为新业务量提供优质的服务[4]。
为了解决传统的网络缺乏统一控制模式和无法适应网络业务快速变化的问题，如软件定义网络与软件定义储存（Software Defined Storage）等一些新型技术都在云计算环境中得到了快速的应用，为IAAS平台提供了网络保障以及便捷的存储。通过新技术的应用让业务在激增时，自动调用相关的接口，申请并使用满足其需求的计算资源、存储资源和网络资源。
1.2本文意义
云计算作为一种新型产业经济的重要软驱力，它正在不断渗透到市场经济和社会各领域体系中，随着云计算商业化的日益成熟完善，它不但推动了传统行业信息化的改革浪潮，而且也带来了信息消费的巨大盈利润空间市场。“云”的特点决定了消费者消费更加快捷、方便，用户可以随时随地的获取定制和灵活收费的云服务。
云计算能够降低能源使用量并且达到更高的能源利用率，给需要更高经济效益和业务优势的CIO和企业带来了希望，使云计算得到越来越多的企业认可。
首先，云计算与虚拟化相结合，当一个公司的IT环境需要使用更多的虚拟化服务器时，而不是使用传统或者是物理服务器的模式形态，那么他就更容易利用云应用来管理，由此来降低能耗，网络管理云领域中变得更加容易，使用更少的物理资源计算操作也可以有效的分配。
其次，云计算Neutron服务的部署，促使了“云网络”的形成。在云端，一个用户应用存在于云中，成为云的一部分。当越来越多的用户加入“云”中时，云计算的弊端也慢慢地被用户所发现，多租户问题一直时困扰着云服务的发展。同时共享的资源必须将每个用户的应用相互隔离出来，从而不影响另外一个用户应用方式的共享。因此，所有的用户资源必须是分区，以便他们的隐私性和安全性得到保护。多租户问题，当租户使用比较多时，每一个租户都需要一个IP地址和一个虚拟网络容量，然而传统的网络架构根本无法满足多租户的需求。从而使得SDN应运而生，SDN通过与云相接创建一个虚拟网络，而且为用户提供和以前使用的相同的精确的接口和服务，对于软件或者服务的请求没有变化，以便管理用户的资源的安全性与隐私性。同时SDN可以将流量整形、规整，临时让流媒体的“管道”更粗一些，让流媒体的带宽更大些，甚至关闭SIP和FTP的“管道”，待流媒体需求减少时再恢复原先的带宽流速。
SDN应用大大改善了Neutron“云网络”，意味着网络与服务的转换能支持大范围的云计算使用，操作各种SDN任务和技术模型是云服务和实现云计算好处的关键。进一步优化云计算不足，同时在云计算技术的应用过程中，使得能耗消耗率大大减少，数据在云中储存降低了传输成本。在云计算的某些方面中，它让现在市面上存在的交换机和路由器也变得更加节能，从而减少了电能的整体使用率。
1.3本文结构
本文主要内容是SDN在云计算上搭建应用，首先引言阐述了该课题的背景，然后是SDN应用的解决了云计算Neutron服务无法快速调度和分配网络资源的意义，展现SDN这一新技术的优势；第二章是SDN的基本搭建设计方案，包括设计需要的相关设备、软件环境、功能的实现以及实验的设计原理；第三章详细描述了SDN节点设计的模拟平台搭建过程，即OpenStack云平台，概述了这个平台的部署相关应用，最后部署SDN应用，成功的解决了IAAS云平台的相关漏洞，保证了IAAS云平台的安全性。第四章详细呈现了IAAS云平台搭建SDN应用的实验结果图，通过在“云”上部署SDN有效的解决了Neutron网络的不足，实现对网络资源的调度与分配。
参考文献
[1]杨旭、周烨、李勇.软件定义数据中心网络研究[J];中兴通讯技术;2014年05期1 .引言
1.1本文背景
随着IT行业的快速发展，云计算已经成为一种新兴的产业，同时也被众多的企业接受这一种新型计算模式。然而围绕着企业怎样消除前期投资、降低操作费用、按需计算资源、弹性伸缩等核心概念建立了企业信息技术中的商业模式与计算服务[6]。云计算主要由三种典型地虚拟化技术相支撑，即服务器虚拟化，存储虚拟化和网络虚拟化。
云计算发展为“企业云”带来了高收益，高效益。同时“企业云”公司对用户业务部署的方式，从而节省了设备的运营成本。根据最新相关的数据统计分析，类似淘宝、京东等各大网上商城业务订单，各大网上商城它们展现出非常明显的时节性，平常的时候业务订单流量不是很多，但是到了像“双十一”、“双十二”、“六一八”等网上商家大肆打折扣的时候业务量会猛增，而且业务流量是以秒来计算的。可想而知，这种现象给各大运营商和网上商城都带来了严峻的挑战。如果采用传统的方式部署硬件设备，势必会在业务流量少的时候，造成硬件设备资源的浪费。从而在业务流量呈现“J型增长”时，又不能够快速的扩展硬件资源。从而设备处理不过来造成死机瘫痪的现象。若将硬件设备转化为虚拟化的机器进行“云运维”，则可以在业务量少的时候减少云主机运转的数量和网络带宽的资源，在业务量呈现快速激增时，能够大量快速的部署云主机，为新业务量提供优质的服务[4]。
为了解决传统的网络缺乏统一控制模式和无法适应网络业务快速变化的问题，如软件定义网络与软件定义储存（Software Defined Storage）等一些新型技术都在云计算环境中得到了快速的应用，为IAAS平台提供了网络保障以及便捷的存储。通过新技术的应用让业务在激增时，自动调用相关的接口，申请并使用满足其需求的计算资源、存储资源和网络资源。
1.2本文意义
云计算作为一种新型产业经济的重要软驱力，它正在不断渗透到市场经济和社会各领域体系中，随着云计算商业化的日益成熟完善，它不但推动了传统行业信息化的改革浪潮，而且也带来了信息消费的巨大盈利润空间市场。“云”的特点决定了消费者消费更加快捷、方便，用户可以随时随地的获取定制和灵活收费的云服务。
云计算能够降低能源使用量并且达到更高的能源利用率，给需要更高经济效益和业务优势的CIO和企业带来了希望，使云计算得到越来越多的企业认可。
首先，云计算与虚拟化相结合，当一个公司的IT环境需要使用更多的虚拟化服务器时，而不是使用传统或者是物理服务器的模式形态，那么他就更容易利用云应用来管理，由此来降低能耗，网络管理云领域中变得更加容易，使用更少的物理资源计算操作也可以有效的分配。
其次，云计算Neutron服务的部署，促使了“云网络”的形成。在云端，一个用户应用存在于云中，成为云的一部分。当越来越多的用户加入“云”中时，云计算的弊端也慢慢地被用户所发现，多租户问题一直时困扰着云服务的发展。同时共享的资源必须将每个用户的应用相互隔离出来，从而不影响另外一个用户应用方式的共享。因此，所有的用户资源必须是分区，以便他们的隐私性和安全性得到保护。多租户问题，当租户使用比较多时，每一个租户都需要一个IP地址和一个虚拟网络容量，然而传统的网络架构根本无法满足多租户的需求。从而使得SDN应运而生，SDN通过与云相接创建一个虚拟网络，而且为用户提供和以前使用的相同的精确的接口和服务，对于软件或者服务的请求没有变化，以便管理用户的资源的安全性与隐私性。同时SDN可以将流量整形、规整，临时让流媒体的“管道”更粗一些，让流媒体的带宽更大些，甚至关闭SIP和FTP的“管道”，待流媒体需求减少时再恢复原先的带宽流速。
SDN应用大大改善了Neutron“云网络”，意味着网络与服务的转换能支持大范围的云计算使用，操作各种SDN任务和技术模型是云服务和实现云计算好处的关键。进一步优化云计算不足，同时在云计算技术的应用过程中，使得能耗消耗率大大减少，数据在云中储存降低了传输成本。在云计算的某些方面中，它让现在市面上存在的交换机和路由器也变得更加节能，从而减少了电能的整体使用率。
1.3本文结构
本文主要内容是SDN在云计算上搭建应用，首先引言阐述了该课题的背景，然后是SDN应用的解决了云计算Neutron服务无法快速调度和分配网络资源的意义，展现SDN这一新技术的优势；第二章是SDN的基本搭建设计方案，包括设计需要的相关设备、软件环境、功能的实现以及实验的设计原理；第三章详细描述了SDN节点设计的模拟平台搭建过程，即OpenStack云平台，概述了这个平台的部署相关应用，最后部署SDN应用，成功的解决了IAAS云平台的相关漏洞，保证了IAAS云平台的安全性。第四章详细呈现了IAAS云平台搭建SDN应用的实验结果图，通过在“云”上部署SDN有效的解决了Neutron网络的不足，实现对网络资源的调度与分配。
参考文献
[2] 张进铎、毛承国、李硕、张卫华、马迅飞.OpenStack开源云平台主模块的架构分 析[J];信息技术与信息化;2014年04期
[3] 卢琰琳、刘彤、韦巍、范纪明.基于SDN弹性网络架构及应用探索[J];邮电设计技术;2016年05期
[4] 江国龙、付斌章、陈明宇、张立新.SDN控制器的调研和量化分析[J];计算机科学与探索;2014年06期
[5] 左青云、陈鸣、赵广松、邢长友、张国敏、蒋培成.基于OpenFlow的SDN技术研究[J];软件学报;2013年05期
[6] 韩贞阳、陈兴蜀、胡亮、陈林.基于软件定义网络的IaaS虚拟机通信访问控制方法