I. Giới thiệu về đề tài
Luận văn tập trung nghiên cứu Mô hình cộng tác hỗ trợ định tuyến trên mạng nhiều vùng dựa trên OpenFlow. OpenFlow là một kiến trúc mạng tách biệt giữa hệ điều khiển và hệ truyền dữ liệu, cho phép quản lý mạng linh hoạt hơn. Tuy nhiên, kiến trúc hiện tại chỉ hỗ trợ một controller duy nhất, gây hạn chế về khả năng mở rộng và hiệu suất. Đề tài đề xuất mô hình cho phép nhiều controller hoạt động đồng thời, cải thiện hiệu quả định tuyến mạng trong môi trường mạng nhiều vùng.
1.1. Bối cảnh và vấn đề
Mạng máy tính hiện đại phụ thuộc nhiều vào thiết bị vật lý và giao thức độc quyền, gây khó khăn cho việc nghiên cứu và cải tiến. OpenFlow ra đời nhằm giải quyết vấn đề này bằng cách tách biệt kiến trúc mạng thành hai phần: điều khiển mạng và truyền dữ liệu. Tuy nhiên, việc sử dụng một controller duy nhất dẫn đến hạn chế về khả năng xử lý và mở rộng, đặc biệt trong mạng nhiều vùng.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là đề xuất mô hình cộng tác giữa các controller trong mạng OpenFlow, nhằm nâng cao hiệu quả định tuyến mạng và khả năng mở rộng. Đề tài tập trung vào việc giải quyết bài toán định tuyến liên vùng, một thách thức lớn trong kiến trúc mạng SDN hiện tại.
II. Cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày các khái niệm cơ bản về OpenFlow, bao gồm kiến trúc mạng, giao thức OpenFlow, và các thành phần chính như OpenFlow switch. OpenFlow tách biệt điều khiển mạng và truyền dữ liệu, cho phép quản lý mạng linh hoạt hơn. Tuy nhiên, kiến trúc này phụ thuộc vào một controller duy nhất, gây hạn chế về khả năng mở rộng.
2.1. Kiến trúc OpenFlow
Kiến trúc OpenFlow bao gồm controller và các OpenFlow switch. Controller quản lý các quyết định định tuyến mạng, trong khi OpenFlow switch thực hiện việc truyền dữ liệu. Sự tách biệt này cho phép quản lý mạng linh hoạt hơn, nhưng cũng dẫn đến hạn chế khi chỉ có một controller.
2.2. Giao thức OpenFlow
Giao thức OpenFlow là phương tiện giao tiếp giữa controller và OpenFlow switch. Nó cho phép controller điều khiển hành vi của các switch thông qua các thông điệp được định nghĩa sẵn. Tuy nhiên, giao thức này chưa hỗ trợ cộng tác mạng giữa nhiều controller.
III. Mô hình và giải pháp đề xuất
Đề tài đề xuất mô hình cộng tác giữa các controller trong mạng OpenFlow, gọi là RMOF. Mô hình này cho phép các controller chia sẻ thông tin định tuyến mạng, từ đó nâng cao hiệu quả định tuyến liên vùng. Giải pháp này dựa trên việc mở rộng giao thức OpenFlow để hỗ trợ trao đổi thông tin giữa các controller.
3.1. Mô hình RMOF
Mô hình RMOF cho phép các controller trong mạng nhiều vùng chia sẻ thông tin về topology mạng và định tuyến. Mỗi controller quản lý một vùng mạng cụ thể và cộng tác với các controller khác để xử lý các gói tin liên vùng. Điều này giúp cải thiện hiệu quả định tuyến mạng và giảm độ trễ.
3.2. Giải pháp định tuyến
Giải pháp định tuyến dựa trên mô hình RMOF sử dụng các thông điệp trao đổi giữa các controller để tính toán đường đi tối ưu cho các gói tin liên vùng. Giải pháp này giúp giảm thiểu việc sử dụng cơ chế flooding, từ đó nâng cao hiệu suất mạng SDN.
IV. Hiện thực và đánh giá
Chương này trình bày quá trình hiện thực mô hình RMOF và các kết quả thử nghiệm. Mô hình RMOF được hiện thực trên nền tảng Beacon controller, với các cải tiến để hỗ trợ cộng tác mạng. Kết quả thử nghiệm cho thấy giải pháp đề xuất cải thiện đáng kể hiệu quả định tuyến mạng trong mạng nhiều vùng.
4.1. Hiện thực mô hình
Mô hình RMOF được hiện thực bằng cách mở rộng Beacon controller để hỗ trợ trao đổi thông tin giữa các controller. Các thông điệp mới được thêm vào giao thức OpenFlow để hỗ trợ cộng tác mạng và định tuyến liên vùng.
4.2. Kết quả thử nghiệm
Kết quả thử nghiệm cho thấy mô hình RMOF giúp giảm độ trễ và tăng hiệu suất định tuyến mạng trong mạng nhiều vùng. Giải pháp này đặc biệt hiệu quả trong các môi trường mạng có phạm vi rộng và số lượng thiết bị lớn.
