24 操作系统的网络架构

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2023-05-03 22:06:29 来源：博客园

传统的网络架构：

三层：核心层、汇聚层、接入层；

(资料图片)

核心层：高速转发、为多个汇聚层提供连通性，同时为整个网络提供灵活的L3路由网络；

汇聚层：提供防火墙、SSL卸载、入侵检测、网络分析等；

接入层：ToR交换机，与服务器物理连接；

经典的IP网络是逐跳转发数据的，转发数据时，每台路由器都要根据包头的目的地址查询路由表；

核心和汇聚之间需要高效率、高性能，进行优化：

引入多协议标签交换技术（MPLS），通过 LDP 标签分发协议；好比快递盒子，后续只需要读取标签，避免了传统路由网络中，每一跳都要打开盒子查看的额外开销；

路径计算元素协议（RSVP-TE）最大的优点是：收集整个网络的拓扑和链路状态信息；

缺点：资源利用率低，复杂度高、价格昂贵；

借鉴胖树 Fattree 和 CLOS 模型思想，衍生了叶脊 spine - leaf 网络架构；高带宽、低延迟、非阻塞、可扩展的服务器到服务器连接；代表之一： Google B4网络；

Google B4 网络：

实现数据在各个园区的实时复制；由控制软件和白盒交换机构成；

三层构成：物理设备层（Switch Hardware）、局部网络控制层（Site Controllers）和全局控制层（Global）。

SDN原理：

ONF开放网络基金会，将SDN分为三层；

应用层是由包含了各种不同的的业务逻辑的应用构成的。

控制层主要负责数据平面相关资源的编排、调度、网络拓扑的维护以及状态信息管理等工作。

数据层相对来说逻辑更轻，主要负责数据的转发、处理以及运行时的一些状态收集工作。

开放网络操作系统 ONOS 组网实践：

SDN 分为控制面和数据面，对应到开源实现中 ONOS 就是控制面的具体实现，而 Mininet 对应的就是数据面实现。Mininet 是由斯坦福大学基于 Linux 容器架构开发的一个云原生虚拟化网络仿真工具。

使用 ONOS+Mininet 我们可以快速创建一个包含主机、交换机、SDN 控制器以及链路的虚拟网络，并且 Mininet 创建的交换机也是支持上文讲到的 OpenFlow 协议的，这也使得它具备了高度的灵活性。使用这个工具，我们可以在本地轻松搭建一个 SDN 开发、调试环境。

1、下载镜像MininetDownload/Get Started With Mininet - Mininet；

2、解压之后，导入到VM；

3、用户名 / 密码：mininet/mininet 即可登录；

4、安装docker；

sudo apt-get updatesudo apt install curlsudo apt install sshcurl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker --mirror Aliyun

5、拉取onos的镜像；

sudo docker pull onosproject/onos

6、创建Mininet容器连接onos；

先把容器的网络映射到虚拟机，docker run 的时候加上-p 8000：80 这样的参数；

sudo docker run -t -d -p 8181:8181 --name onos1 onosproject/onos；

7、获取onos容器ID：

8、通过容器id获取onos容器的IP；

9、得到IP后，使用ssh登录 onos；用户名密码都是 karaf；

ssh -p 8101 karaf@172.17.0.2app activate org.onosproject.openflow #启用openflowapp activate org.onosproject.fwd #启用forward转发功能

10、键盘CTRL+D退出onos登录，返回虚拟机，配置mininet，连接到onos；

sudo mn --topo tree,2 --controller remote,ip=172.17.0.2 #创建临时网络pingall #网路连通性检测

11、onos查看拓扑：

打开URL：http://172.17.0.2:8181/onos/ui/login.html

（说明：先把容器的网络映射到虚拟机，再把虚拟机的网络映射到本地即可。docker run 的时候加上 -p 8000:80 这样的参数，就可以映射到虚机了，然后再改一下 VBox 的网络设置。）

（网络配置有问题；后续更新）

总结：

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