摘 要

进入21世纪以来，伴随着信息化时代的不断发展以及互联网用户的持续上涨。传统的TCP/IP体系的网络架构所暴露出的问题越来越多，已逐渐无法满足时代的需求与发展。如何更好的为用户提供更快速、更便捷的网络服务，已经成为了互联网当前发展的一个重要课题。在这样的背景下，以SDN为核心的新型网络架构应运而生。

高校网络是高校科研和教育的基础，其重要性不言而喻。本文通过对现有高校网络架构所存在不足点进行研究，分析现有架构在运维管理上的劣势，结合当前网络的发展趋势，提出了以SDN为核心的新型扁平化网络架构，利用SDN的配置下发以及流表下发功能，实现对网元设备的统一管控，并结合扁平化网络所产生的大二层网络环境来构建整体的网络架构，通过简化管理流程，来降低整个高校网络的运维成本，提升高校部署业务的效率，从而为高校师生进行科研，教学提供更加高效稳定的网络环境。

论文详细分析了大量相关文献，从发现问题到提出解决方案，并详细阐述了在基于SDN的扁平化网络所能给高校带来的功能，对比传统高校架构在运维管理上的劣势来体现该解决方案的价值点，同时描述了其功能实现的技术原理。以期为高校的网络改造提供参考价值。

关键词：扁平化，SDN，三层网络架构，管理运维

Research on University Flattened Network Based on SDN

ABSTRACT

Since the beginning of the 21st century, with the continuous development of the information age and the continuous rise of Internet users. The network architecture of the traditional TCP/IP system has exposed more and more problems, and it has gradually failed to meet the needs and development of the times. In this context, a new network architecture with SDN as the core emerges.

The university network is the foundation of scientific research and education in universities, and its importance is self-evident. This paper studies the shortcomings of the existing university network architecture, and combines the development trend of the current network, proposes a new flat network architecture with SDN as the core, using SDN configuration delivery and flow table delivery function to achieve The unified management and control of the network element equipment, combined with the large Layer 2 network environment generated by the flat network to build the overall network environment, achieve a more efficient and stable network environment, and simplify the operation and maintenance management.

The paper analyzes a large number of related literatures in detail, from discovering problems to proposing solutions, and expounding in detail the functions that can be brought to universities in the flat network based on SDN, reflecting the disadvantages of traditional college architecture in operation and maintenance management. The value point of the solution, while describing the technical principles of its function implementation.

Keywords: Flattened network; manage and maintain; SDN; Three-tier Network Architecture

目 录

目录

摘 要 2

ABSTRACT III

第一章 绪论 1

1.1 课题来源及研究背景 1

1.2 国内外高校网络现状 1

1.3 课题研究的方法和框架 2

1.3.1 论文主要研究工作 2

1.3.2 论文研究框架 3

第二章 文献综述 4

2.1 SDN简介 4

2.1.1 SDN概念 4

2.1.2 SDN发展背景与过程 5

2.2 SDN相关协议 6

2.2.1 openflow协议 6

2.2.2 netconf协议 7

第三章 当前高校网络所存在的问题 9

3.1 高校网络架构分析 9

3.2 三层网络架构劣势 10

3.3 扁平化网络架构劣势 11

第四章 SDN 扁平化的解决方案 13

4.1 基于SDN的网络出口 13

4.1.1 传统网络出口模型 13

4.1.2 基于SDN的出口模型 15

4.2 SDN 扁平化的方案组成与整网拓扑 16

4.2.1 方案组成 16

4.2.2 整网拓扑 17

第五章 SDN 扁平化功能及其相关原理 18

5.1 哑终端快速准入 18

5.1.1 概述 18

5.1.2 实现原理 19

5.2 自动化运维 20

5.2.1 概述 20

5.2.2零配置上线 20

5.2.3 故障零替换 21

5.3 多业务承载 23

5.3.1 概述 23

5.3.2 办公网的二层互通与隔离 23

5.4 策略随行 24

5.4.1 概述 24

5.4.2 认证终端与免认证终端 25

5.4.3 IP分配机制 26

结语 28

参考文献 29

致谢 31

第一章 绪论

1.1 课题来源及研究背景

在信息化发展的高速路上，涌现出来的大数据，云计算，物联网，人工智能等当今最为火热的技术，都是建立在基础网络高速发展的基础之上，前者就像高铁，而基础网络更像是铁轨，网络的重要性不言而喻。而其中校园网更是网络中十分重要且特殊的一个组成部分，尤其是高校网络，它是科研的基础载体，但目前来说，由于传统网络架构的劣势，需要对高校网络的架构进行优化并改变传统的运营管理策略，才能适应目前信息化的时代背景。

传统的一些针对高校的网络架构并不能完全满足如今信息化的迅猛发展。其不仅仅对于传统的网元设备（交换机，路由器等）难以管理维护，并且对于用户以及其行为难以进行管理控制，目前高校需要寻求更加高效的网络架构刻不容缓。 软件定义网络（SDN）是近几年新兴的一种网络架构，该架构将网络设备的控制层与转发层解耦并将其集中到独立的控制器中，通过该控制器能够获取全局网络视图^[4]。通过SDN能够很好的解决目前高校扁平化网络所带来的问题。

相关图片展示：