OpenFlow可视化管理系统项目

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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,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OpenFlow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:

OFCP
PMA
OFCP

OpenFlow可视化系
统后台

PMS其他功能模块
PMSOpenFlow可视化系统Web前端PMWEB其他功能模块PMWEB

数据库

OF Switch
OF Switch

Router
Router

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
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 Switch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:
2012/2/13 ~ 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. http://noxrepo.org/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] Nick Mckeown.Openflow Switch Speciation.Version 1.0.0.2009:15-41.
[5] The Stanford OpenFlow Team. OpenFlow[DB/OL]. http://www.openflow.org/, 2011.

指导教师签字 日期 年 月 日