SDN环境下的虚拟网络动态切换技术

房海峰 赵亚婵 檀蓉 韩院彬

摘  要： SDN的出现开展了计算机虚拟网络模式新的转变，实现了将控制层面与数据转发分离的功能。利用OpenFlow协议对控制器与交换机进行交流。针对网络传输的能耗问题，提出虚拟网络动态切换技术，在该系统中虚拟机之间通信有两条路径可供选择，即光交换机和电交换机。通过对交换机的切换，实现虚拟网络流量的整合，减少物理网络资源的冗余浪费，从而达到优化数据网络能耗的目的。通过Ping与Netperf这两个测试工具测出丢包率、延迟及流量值，这些数值的变化证明了所提系统可正常运行。

关键词： 虚拟网络; 动态切换; SDN环境; 流量整合; 系统设计; 系统测试

中图分类号： TN915?34; TP393                  文献标识码： A                       文章编号： 1004?373X（2020）06?0061?04

Dynamic switching technology of virtual network in SDN environment

FANG Haifeng， ZHAO Yachan， TAN Rong， HAN Yuanbin

（School of Information and Electrical Engineering， Hebei University of Engineering， Handan 056038， China）

Abstract： The emergence of SDN has carried out a new transformation of computer virtual network mode and realized the function of separating control level from data forwarding. The OpenFlow protocol supports the communication of the controller and the switch. In allusion to the energy consumption of network transmission， a virtual network dynamic switching technology is proposed. In this system， there are two paths for communication between virtual machines， namely optical switch and electrical switch. By switching the switch， the integration of virtual network traffic is realized， and the redundancy and waste of physical network resources are reduced， so as to optimize the energy consumption of data network. Ping and Netperf are the system′s test tools， by which the packet loss rates， latency， and traffic value are measured. It proves that the proposed system can run normally.

Keywords： virtual network; dynamic switching; SDN environment; OpenFlow; traffic integration; system design; system test

0  引  言

軟件定义网络（Software Defined Network，SDN）是计算机网络模式的一种新的架构，它实现了网络结构的虚拟化。SDN的目的是将控制与转发功能分离，控制器主要负责决策，而交换机只负责转发。SDN架构分为三部分，即网络应用、OpenFlow控制器和OpenFlow交换机。控制器使用的是RYU，RYU是基于组件的SDN框架，支持OpenFlow，且采用Python实现。交换机使用的Open vSwitch具有可迁移性、对动态网络作出响应、维持逻辑标签和硬件集成等优点，因此目前已被移植到多个虚拟化平台上和交换机的芯片组中，成为很多平台的默认交换机[1]。网络应用和控制器通过北向接口通信，控制器和交换机则通过南向接口传递消息，即OpenFlow协议。

本文对在SDN环境下虚拟网络切换技术进行了介绍，SDN采用数据平面与控制平面相分离的架构，控制器负责下发命令，在交换机之间传递消息。……