OpenFlow可视化管理系统项目

1、北 京 邮 电 大 学本科毕业设计（论文）开题报告学院信息与通信工程学院专业通信工程班级2008211112 学生姓名郝乔木学号08210353 班内序号15 指导教师姓名李昕所在单位网络技术研究院职称副教授设计（论文）题目openflow 可视化管理技术研究与实现一、 项目背景：1.openflow 技术简介随着互联网飞速发展，现在暴露出了很多初始设计中没有预期到的问题，其中可控性差的缺陷日益明显， 为解决这个问题openflow 技术应运而生。 openflow 是美国斯坦福大学于2007 年提出的一种支持网络创新研究的新型网络交换模型，该模型通过开放的流表支持用户对网络处理行为进行控制，

2、从而为新型互联网体系结构研究提供新的实验途径。openflow 网络由 openflow 交换机、 flow visor 和 controller 三部分组成。 openflow 交换机进行数据层的转发；flowvisor 对网络进行虚拟化；controller 对网络进行集中控制，实现控制层的功能。 openflow 网络的结构示意图如下：图 1. openflow 网络结构图关于 openflow 的技术试验， 当前已有的一些相关研究对b/s 架构的 openflow 网络管理系统进行了尝试，但这些研究目前应用并不广泛，且这些研究工作通常只面向纯openflow 网络，采用通过 openf

3、low 网络中的特定controller 来实现信息的获取。本项目组尝试开发openflow 与传统路由混合网络的可视化管理系统，极具创新意义。2.pms-pma 网络策略管理系统本项目组目前已经开发了一套相对完整的网络策略管理系统，通过pms-pma 的结构实现了对传统路由（ ospf）网络状态信息的获取、存储、分析等功能。pms 即策略管理服务器(policy management server)，完成对网络数据的读取、存储、处理，pma 即策略管理代理(policy management agent)，完成数据的收集和传递，保证对于pms 来说，其获得的信息无论是从何哪种设备得到，其格式

4、都是统一的。完成该系统采用b/s 架构，其前端通过web 服务器，向网管人员提供可视化的网络状态信息获取能力，使网络管理人员通过任何一台联网的pc，无论其系统如何，都可以通过浏览器来访问服务器端的资源。同时，本项目组对于部署在linux pc 上的 openflow 程序开发了一套独立于controller 的控制程序 ofcp，作为 openflow 系统的的控制程序。通过ofcp 可实现与controller 近似的， 对 openflow switch 的控制及信息获取功能。其基本架构如下图所示：ofcppmaofcpopenflow 可视化系统后台pms其他功能模块pmsopenflo

5、w 可视化系统web前端pmweb 其他功能模块pmweb数据库of switchof switchrouterrouter网管人员其他网络图 2. pms-pma 系统部署openflow 结构示意图二、项目研究解决的主要问题：openflow 可视化管理系统项目是在相对完整的网络策略管理系统pms-pma 上， 增加 openflow的控制功能，设计并实现易用的openflow 可视化管理系统。此项目中遇到的问题主要有以下三点：1.如何使 pms 识别 openflow 转发设备的工作信息，并将此信息存储到服务器；2.web 前端对后台服务器的数据如何读取；3.如何用 java 语言实现

6、web 前端设计的展示效果。二、 所需知识储备：1. 计算机网络知识，传统tcp/ip 数据转发原理；2. openflow 技术的基本概念和技术原理；3. 了解 pms-pma 网络管理系统结构；4. java 语言及相关web 开发技术，能够熟练进行软件编程；四、项目研究方法：通过阅读pms-pma 的设计文档及原代码，熟悉pms-pma 系统的架构，数据获取和读取展现的原理；通过阅读openflow 相关技术文档，了解openflow 的工作原理，熟悉openflow 的数据转发原理；以 myeclipse 为实验平台，通过编写代码、调试、测试等方式逐步实现openflow 的数据服务器

7、存储和 pmweb 的展示。五、研究内容：根据现有的web 信息管理系统架构，设计并实现面向openflow 网络的可视化管理系统，并完成相关功能的测试工作。具体实现以下内容：1.将 openflow 转发设备工作信息的存储移至pms 服务器；在现有的pms 系统中，基于项目组已开发的ofcp，通过更改pms 的网络通信模块，使pms可以获取of switch 的工作信息，具体的工作信息包括：of switch 数据流表、 of switch 的接口信息、 of switch 统计信息。这些信息以xml 的格式传递至pms，pms 需要对数据包进行解析，再将由 ofcp 上传的 of swit

8、ch 工作信息存储至数据库，以便对数据进行分析和现实。2.服务器后台对openflow 转发设备工作信息的处理；通过更改pms 系统中的jdbc 模块，使之可以识别并读取服务器数据库中的openflow 工作信息，并将此信息传递给pmweb 模块。3.web 前段界面的设计与实现；设计并采用js绘图库等工具实现人性化的web 交互界面，可将上述存储的工作信息以方便直观的方式显示在网页前端。保证当网络中同时存在路由表和数据流表时，在网页显示的最短路径页注：可根据开题报告的长度加页。面，应能显示出此时由路由表和数据流表共同的构成的路径，反映出数据流真实的走向。五、研究工作时间进度：2012/2/1

9、3 2012/2/24 了解毕设内容，查阅背景资料，着手开题2012/2/25 2012/3/19 需求分析、概要设计和详细设计2012/3/20 2012/5/20 编程开发及测试2012/5/21 2012/6/3 撰写论文、翻译文献2012/6/4 以后制作 ppt，准备论文答辩六、主要参考文献：1 nox gui. /noxwiki/index.php/nox_gui，2012. 2 natarajan ，s. & h.xin.an interactive visualization framework for next generation network. ny,usa:acm.2010:14 3 nick mckeown,tom anderson,hari balakrishnan.openflow:enabling innovation in campus networks. acm sigcomm computer communication review. 38(2).2008,3:3-4. 4 ni