Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnogiyalari universiteti

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOGIYALARI UNIVERSITETI
URGANCH FILIALI

Telekommunikatsiya texnologiyalari fakulteti

972-18 guruh talabasi Axmedova Alevtinaning
Virtual tarmoq texnologiyalari fanidan yozgan
Mavzu: «Aloqa kanalini modellashtirish » (7 variant)

MUSTAQIL ISHI

Topshirdi : Axmedova A.
Qobul qildi: Madraximov Z.

Urganch-2023

Tarmoqni virtualizatsiya qilish uzoq vaqtdan beri tarmoq tadqiqot hamjamiyatining maqsadi bo'lib kelgan. Uning yordamida har biri potentsial turli xil manzil va yo'naltirish mexanizmlariga ega bo'lgan bir nechta izolyatsiyalangan mantiqiy tarmoqlar bir xil jismoniy infratuzilmani bo'lishishi mumkin. Odatda bunga dasturiy ta'minotning moslashuvchanligidan foydalanish yoki (ko'pincha ixtisoslashgan) apparatdagi komponentlarni ko'paytirish orqali erishiladi. Ushbu maqolada biz virtualizatsiyani almashtirishning yangi yondashuvini taqdim etamiz, bunda bir xil apparat uzatish tekisligi bir nechta mantiqiy tarmoqlar o'rtasida taqsimlanishi mumkin, ularning har biri alohida yo'naltirish mantiqiga ega. Biz ushbu kommutatsiya darajasidagi virtualizatsiyadan tadqiqot platformasini yaratish uchun foydalanamiz, bu esa bir nechta tarmoq tajribalarini ishlab chiqarish trafigi bilan yonma-yon ishlashga imkon beradi va shu bilan birga izolyatsiya va apparat uzatish tezligini ta'minlaydi. Shuningdek, biz ushbu yondashuv tovarni almashtirish chipsetlari bilan mos kelishini va FPGA yoki tarmoq protsessorlari kabi dasturlashtiriladigan apparatlardan foydalanishni talab qilmasligini ko'rsatamiz. Biz ushbu virtualizatsiya platformasini o'z ishlab chiqarish tarmog'imizda quramiz va joylashtiramiz va kampus tarmog'ida bir vaqtning o'zida beshta tajriba o'tkazish orqali undan foydalanishni amalda ko'rsatamiz. Bundan tashqari, biz yondashuvimizning qo'shimcha xarajatlarini aniqlaymiz va virtual bo'limlar orasidagi izolyatsiyaning to'liqligini baholaymiz.

1. 
   KIRISH FLOW VISOR
   

Ushbu maqola tarmoqni qanday virtualizatsiya qilishni o'rganadi va biz prototip qilgan FlowVisor deb nomlangan ma'lum bir tizimni tavsiflaydi. Kompyuter virtualizatsiyasiga o'xshash, tarmoq virtualizatsiyasi resurslarni taqsimlashni yaxshilashni va'da qiladi, operatorlarga o'zgarishlardan oldin o'z tarmog'ini tekshirishga ruxsat beradi va raqobatdosh mijozlarga bir xil uskunani boshqariladigan va izolyatsiya qilingan holda almashish imkonini beradi. Eng muhimi, virtual tarmoqlar, shuningdek, ishlab chiqarish tarmoqlarida eksperimental "toza shifer" protokollarini joylashtirish va baholash uchun xavfsiz va real muhitni ta'minlashga va'da beradi.
Virtual tarmoqni yaxshiroq tushunish uchun biz birinchi navbatda kompyuter virtualizatsiyasini diqqat bilan ko'rib chiqamiz. Kompyuter virtualizatsiyasining muvaffaqiyati asosiy uskunaning toza abstraktsiyasi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Ya'ni, kompyuterni virtualizatsiya qilish qatlami mehmonlar operatsion tizimlari o'rtasida resurslarni kesish va almashish imkonini beruvchi apparat abstraktsiyasiga ega. Buning ta'siri shundaki, har bir OT o'zining shaxsiy uskunasiga ega deb hisoblaydi. Yaxshi aniqlangan apparat abstraktsiyasi virtualizatsiya sathidan yuqorida ham, pastda ham tezkor innovatsiyalarni amalga oshirish imkonini beradi. Yuqorida, izchil apparat abstraksiyasiga asoslanish qobiliyati operatsion tizimlarning rivojlanishiga imkon berdi (masalan, UNIX, MacOS, Linux va Windowsning bir nechta versiyalari) va hatto mutlaqo yangi yondashuvlarni rag'batlantirdi. Quyida turli xil apparat vositalaridan foydalanish mumkin (masalan, Intel, AMD, PPC, Arm, hatto Nvidia GPU), agar u apparat abstraktsiya qatlamiga ko'rsatilishi mumkin. Bu turli xil qurilmalarga yuqori unumdorlik, past quvvat, grafik va hokazolar uchun optimallashtirilgan turli ko'rsatmalar to'plamlariga ega bo'lish imkonini beradi. Virtualizatsiya sathidan yuqorida va pastda tanlashga ruxsat berish variantlarning ko'payishi va raqobatbardosh, innovatsion va samarali bozorni anglatadi.
Bizning maqsadimiz tarmoqda bir xil imtiyozlarga erishishdir. Shunday qilib, analogiya bo'yicha, tarmoqning o'zi apparat abstraktsiya qatlamiga ega bo'lishi kerak. Ushbu qatlamni kesish oson bo'lishi kerak, shunda bir nechta turli xil tarmoqlar bir vaqtning o'zida bir-biriga aralashmasdan, turli xil qurilmalarda, jumladan kalitlar, marshrutizatorlar, kirish nuqtalari va boshqalarda ishlashi mumkin. Uskunani abstraksiya qatlamidan yuqorida biz yangi protokollar va manzillash formatlari bir xil jismoniy tarmoqning alohida ajratilgan qismida mustaqil ishlashini, ularda ishlaydigan ilovalar uchun optimallashtirilgan yoki ularga egalik qiluvchi operator uchun moslashtirilgan tarmoqlarni yoqishini xohlaymiz. Virtualizatsiya qatlami ostida turli xil tezlik, media (simli va simsiz), quvvat yoki fanout talablari bo'lgan turli muhitlar uchun yangi apparat ishlab chiqilishi mumkin.
Hozirda tarmoqlarimizda o'rnatilgan uskunalar virtualizatsiya uchun mo'ljallanmagan va umumiy apparat abstraktsiya qatlamiga ega emas. Alohida texnologiyalar ma'lum apparat resurslarini (masalan, MPLS yo'naltirish jadvallarini virtuallashtirishi mumkin) va qatlamlarni (masalan, WDM jismoniy qatlamni, VLANlar havola qatlamini ajratadi) kesishi mumkin bo'lsa-da, hozirda tarmoqni virtualizatsiya qiladigan yagona texnologiya yoki toza abstraktsiya mavjud emas. bir butun sifatida. Bundan tashqari, bizning tarmoqlarimizda allaqachon o'rnatilgan uskunalarni virtualizatsiya qilish qanday yoki hatto mumkinmi - aniq emas. Tovar kalitlari va marshrutizatorlari odatda xususiy arxitekturaga ega - asbob-uskunalar ishlab chiqaruvchilari o'zlarining to'liq dizaynini nashr etmaydilar - uskunaning dasturiy ta'minotini o'zgartirish va boshqarish uchun cheklangan mexanizmlarga ega, masalan, operatorlar faqat buyruq qatori interfeysi orqali cheklangan konfiguratsiya parametrlarini o'zgartirishi mumkin.
Ushbu maqolada tasvirlangan maxsus tizim OpenFlow asosida qurilgansosiy uskunaning mavhumligi sifatida. Keyinchalik tasvirlab berganimizdek, OpenFlow apparat abstraktsiya qatlami uchun bizga kerak bo'lgan ko'p narsalarni taklif qiladi. Printsipial jihatdan, boshqa abstraksiya qatlamlaridan foydalanish mumkin edi, garchi biz bugungi kunda bizning ehtiyojlarimizga javob beradigan hech qanday mavjud emasligini bilmaymiz.
Ushbu maqolada biz FlowVisor-ni ta'riflaymiz: biz o'z tarmog'imizda qurgan va o'rnatgan tarmoq virtualizatsiya qatlami. Gipervisor kompyuterda dasturiy ta'minot va apparat o'rtasida joylashganidek, FlowVisor tarmoq qurilmasida boshqarish va uzatish yo'llari o'rtasida mantiqiy ravishda o'tirish uchun OpenFlow-dan apparat abstraktsiya qatlami sifatida foydalanadi. Virtual tarmoqlarni ishga tushirishda amaliy tajribaga ega bo'lish uchun biz FlowVisor-ni o'z ishlab chiqarish tarmog'imizga joylashtirdik va undan kampus simli va simsiz tarmog'imizning eksperimental va ishlab chiqarish virtual qismlarini yaratish uchun foydalandik. Olingan virtual tarmoq mavjud yoki yangi arzon uskunada ishlaydi, chiziqli tezlikda ishlaydi va hozirgi eski tarmog'imizga orqaga qarab mos keladi. Biz uni kundalik tarmog'imiz sifatida ishlatish bo'yicha biroz tajribaga ega bo'ldik va xuddi shu yondashuv ma'lumotlar markazlari, korxonalar, uylar va boshqa tarmoqlardagi tarmoqlarni virtualizatsiya qilish uchun ishlatilishi mumkinligiga ishonamiz.
Bizning maqsadimiz tizimimiz mukammal deb da'vo qilish emas - biz ko'rib turganimizdek, bir nechta ochiq savollar mavjud. Aksincha, biz nima oson va nima qiyin ekanligini tushunishga va kelajakda tarmoqni virtualizatsiya qilishni osonlashtirish uchun apparat abstraksiyasi evolyutsiyasini boshqarishga harakat qilmoqdamiz.
Qolgan maqolalar uchun bizning yo'l xaritamiz quyidagicha. Biz birinchi navbatda tarmoqni virtualizatsiya qilish haqidagi o'ziga xos tasavvurimizni da tasvirlaymiz. Biz FlowVisor dizayni va arxitekturasini va kuchli izolyatsiyani qanday amalga oshirishimizni tasvirlaymiz virtual misollar o'rtasida. Biz tasdiqlaymiz FlowVisor-ning izolyatsiyalash imkoniyatlari va uning qo'shimcha xarajatlarini miqdoriy aniqlash. In§6biz FlowVisor-ning ishlab chiqarish tarmog'imizda o'rnatilishini va undan bir xil jismoniy tarmoqdagi turli virtual tarmoqlarda tarmoq tajribalarini o'tkazish uchun foydalanish tajribamizni tasvirlaymiz. Biz ba'zi kelishuvlar bilan yakunlaymiz -
mulohazalar.

2.