以太网交换机集群管理技术的研究与实现

论文摘要

随着以太网技术的飞速发展,以太局域网的规模越来越大,网内的交换机数量正在以几何级数增长,交换机数量的快速增长对设备的管理维护方面提出了新的要求,而采用集中式的堆叠技术又有其升级费用高、管理设备数量有限及不易扩展的缺陷,以太网交换机集群管理技术正是在这样需求背景下应运而生。 集群管理技术通过拓扑收集将物理上分散的交换机设备组成一个集群,并提供统一的管理通道对这些交换机进行管理,从而节约了资源开销,提高了管理效率。 论文首先对以太网交换机设备管理的常见方式进行了介绍,如WEB配置方式、SNMP配置方式和Console配置方式等,并指出了采用集群管理技术较之的优势所在。然后,论文给出了集群管理协议报文的格式定义及协议说明并详细介绍了集群管理的实现原理和处理过程。随后的协议实现部分作为论文的重点,结合具体的实现环境,针对软件设计中的一些关键问题,如数据结构的定义、报文的收发、状态机的实现、转发接口的实现等,提出了解决方案并予以实现。在这部分给出了集群管理协议的总体软件结构,并进行了描述。最后,在已实现集群管理功能的交换机上进行了集群管埋模块的功能测试,给出了测试的结果。论文中还给出了用交换机搭建的一个集群管理的网络实例。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 常见的网络管理方式
• 1.3 本文的主要目标和工作任务
• 第二章 交换机集群管理技术
• 2.1 定义
• 2.2 集群管理与网络管理的关系
• 2.3 集群管理的网络模型
• 2.4 集群建立的过程
• 2.5 集群交换技术的优点
• 2.6 集群管理技术的发展现状
• 第三章 拓扑收集协议与集群管理协议
• 3.1 拓扑收集协议
• 3.2 邻居发现与拓扑发现报文
• 3.3 拓扑收集与拓扑收集报文
• 3.3.1 报文格式
• 3.3.2 拓扑收集过程
• 3.4 集群管理协议
• 3.5 集群管理状态机
• 3.5.1 命令交换机中成员状态迁移
• 3.5.2 成员交换机的状态机
• 3.6 集群管理协议的报文格式
• 3.7 集群的管理和维护
• 3.7.1 成员加入
• 3.7.2 成员删除
• 3.7.3 配置同步更新
• 3.7.4 握手报文
• 3.7.5 拓扑变化处理
• 3.8 集群信息备份
• 3.8.1 指定备份交换机
• 3.8.2 集群数据备份
• 3.8.3 主用切换检测
• 3.8.4 主用切换过程
• 3.8.5 成员恢复过程
• 第四章 集群管理技术在交换机上的实现
• 4.1 开发环境简介
• 4.1.1 嵌入式操作系统VxWorks
• 4.1.2 开发工具Tornado
• 4.1.3 交换机软件整体框架及集群管理模块所处位置
• 4.2 集群管理协议模块的软件结构
• 4.3 拓扑收集模块
• 4.3.1 协议主要数据结构定义
• 4.3.2 DP报文处理流程
• 4.3.3 TP报文的处理流程
• 4.4 集群管理模块
• 4.4.1 协议主要数据结构定义
• 4.4.2 状态机的实现
• 4.4.3 主用竞争机制的实现
• 4.4.4 SNMP转发接口
• 4.5 小结
• 第五章 测试及应用实例
• 5.1 功能测试
• 5.1.1 测试环境
• 5.1.2 邻居发现测试
• 5.1.3 集群管理测试
• 5.2 典型的应用实例
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文