2020年“紫金山杯”未來網絡創新大賽初賽試題

一、大賽概況

當前人類生活已經與互聯網緊密相連,互聯網的發展將直接影響到信息社會的前進步伐,互聯網的創新將直接帶動人類的科技進步。隨著工業互聯網、5G網絡、天地一體化網絡等領域的創新發展,亟需培養面向未來的新型網絡人才。

“紫金山杯”未來網絡創新大賽是面向全國高等院校開展的未來網絡競賽活動,旨在培養學生在信息網絡相關領域的基礎研究、應用創新、創新創業等方面的能力。通過競賽激勵各大院校加大對未來網絡創新應用人才的培養,促進未來網絡創新成果在企業生產實踐中的應用,進而推動未來網絡產業的發展。

本次大賽設應用創新賽和技術技能賽兩個賽項。應用創新賽包含兩個主題,各隊可根據情況任選其一。應用創新賽對實驗平臺和實驗環境不做限制,各隊請按照相應主題完成作品,并將最終代碼、文檔、幻燈片、視頻等材料提交至組委會指定位置。技術技能賽采用OpenLab實驗平臺進行,平臺地址為http://58.213.119.23:8100,各參賽隊請根據報名時獲取的賬號信息登錄該平臺完成賽題,并將工程文檔提交至該平臺。

二、應用創新賽

應用創新初賽試題提供“網絡安全”和“差異化服務”兩個主題供參賽者選擇,參賽作品需要以文檔、幻燈片、視頻等形式清晰說明解決的具體問題、技術原理、程序流程、算法以及創新點等。應用創新賽提供兩個主題如下:

2.1 網絡安全

網絡安全是國家網絡強國戰略的重要內容,關系著生產生活的方方面面,面對日益突出的網絡安全問題,如何有效抵御泛濫的網絡攻擊是重中之重。而SDN、NFV、云計算等作為新興技術,為現有網絡架構帶來了新的變化,也給網絡安全帶來了新的機遇和挑戰。本賽題要求參賽者圍繞網絡安全的主題,使用自選平臺和技術來解決實際網絡場景的安全問題,如使用SDN集中控制機制解決工業網絡IT化過程中遭到的DDoS攻擊;利用SDN/NFV實現安全中間件的虛擬化、統一配置和彈性伸縮;采用SDN實現局域網中終端用戶的安全認證管理;使用NFV業務服務鏈為企業提供靈活的安全設備編排能力等等。

2.2 網絡差異化服務

網絡作為互聯網的基石,尤其是在移動業務迅猛發展的促進下,承載的應用需求千差萬別,如何靈活保證差異化的網絡質量,讓網絡服務從“盡力而為”轉為“確定可控”成為迫切需求。本賽題要求參賽者圍繞網絡差異化服務的主題,使用自選技術與平臺實現特定網絡場景中的定制需求,如利用SDN集中可控轉控分離的特性解決廣域網的流量調度問題;使用SDN定義不同服務策略為企業出口流量提供QoS保障;使用SDN實現負載均衡功能為互聯網應用提供差異化的后端處理能力;采用SDN/NFV實現端到端的網絡切片,為網絡業務提供按需組網的能力;設計新的協議機制保證時延帶寬等實現網絡確定性傳輸等等。

三、技術技能賽

3.1 題目背景

SDN作為新的網絡架構理念,具有轉控分離、控制面可編程和集中控制等特性。在SDN網絡中,不僅可以借助集中控制特性,全局掌控所有設備的運行情況,并對網內流量進行實時采集、統計、分析、處理。還可以根據具體業務需求下發相應的差異化流量策略,為用戶提供精準的差異化網絡服務。SDN技術的引入使網絡更加敏捷和智能,極大地提升了網絡資源利用效率和運維效率。

3.2 題目說明

本賽題聚焦差異化服務應用場景,要求參賽者基于OpenDaylight控制器,通過調用北向接口,下發流表實現基于流類型和業務類型的網絡限速。網絡架構及環境說明如下:

圖1 參考架構圖
 

基本網元包括:1臺SDN控制器、3臺SDN交換機、1臺視頻服務器、1臺FTP服務器、1臺用戶主機。

3.3 網絡拓撲搭建

1. 根據賽題背景,搭建如圖1所示的實驗環境。
2. 登錄各設備,檢查IP地址分配情況。

3.4 構建應用服務環境

3.4.1搭建FTP服務器
1. 在搭建好的FTP服務器中,新增FTP用戶“PMLUser”。
2. 在用戶主機(client)中使用“PMLUser”用戶,通過命令行登錄FTP服務器。使用/home/openlab/ftptest/下面的壓縮文件進行FTP上傳下載測試。

3.4.2搭建視頻服務器
1. 在Server視頻服務器中,將/home/openlab/目錄中給定的視頻文件夾“pml”部署到Tomcat指定的服務目錄下。(pml文件夾下視頻和web頁面均已開發完畢,可以直接使用。Tomcat提供Web視頻服務,其安裝目錄為/home/openlab/apache-tomcat-8.4.47/)。
2. 啟動Tomcat服務,實現對外的視頻流服務。
說明:訪問視頻服務URL:http://<video_server_ip>:8080/pml/video.html

3.5 網絡配置

1. 分別登錄SW1、SW2、SW3,使用CLI命令行實現SDN交換機和SDN控制器的OpenFlow連接。
2. 使用CLI命令刪除所有流表。
3. 使用CLI命令下發ARP、ICMP流表,使用戶主機(Client)與兩臺服務器可以相互ping通。
4. 使用CLI命令下發L3層流表,使用戶主機(Client)可以訪問視頻服務器上的視頻服務。
5. 使用CLI命令下發L3層流表,使用戶主機(Client)可以使用FTP命令行向FTP服務器上傳下載文件。
6. 使用命令行刪除第4、5步下發的L3層流表。

3.6 通過北向接口實現SDN應用

3.6.1根據流類型實現網絡限速
1. 通過Postman向交換機SW1、SW2下發三層流表,使得用戶主機(Client)和FTP服務器之間的文件上傳下載流量正常轉發,通過FTP命令行進行文件上傳下載測試,驗證FTP業務帶寬。
2. 通過Postman向交換機SW1下發三層流表和Meter表,向SW2下發三層流表,使得用戶主機(Client)和FTP服務器之間的TCP流量限制在20K以內,通過Iperf進行TCP業務帶寬驗證,通過FTP命令行進行文件上傳下載測試,驗證FTP業務帶寬。
3. 通過Postman向交換機SW2、SW3下發三層流表,使得用戶主機(Client)和視頻服務器之間的TCP、UDP流正常轉發,通過Iperf進行TCP、UDP業務帶寬驗證。
4. 通過Postman向交換機SW3下發三層流表和Meter表,向SW2下發三層流表,使得用戶主機(Client)和視頻服務器之間的TCP流量限制在20K以內,通過Iperf打流驗證TCP業務帶寬,通過用戶主機(Client)訪問服務器視頻播放頁面進行視頻帶寬驗證。
5. 通過Postman刪除上面下發的流表和Meter表。

3.6.2根據業務類型實現網絡限速
1. 通過Postman向交換機SW1、SW2下發三層流表,使得用戶主機(Client)和FTP服務器之間的UDP和TCP流量可以正常轉發。
2. 通過Postman向交換機SW2下發Meter表和優先級較高的四層流表,將用戶主機(Client)和FTP服務器之間的FTP流量限制在50K以內,通過Iperf進行非FTP業務帶寬測試,通過FTP命令行進行文件上傳下載測試,驗證FTP業務帶寬。
3. 通過Postman向交換機SW2、SW3下發三層流表,使得用戶主機(Client)和視頻服務器之間的UDP和TCP流量可以正常轉發。
4. 通過Postman向交換機SW2下發Meter表和優先級較高的四層流表,將用戶主機(Client)和視頻服務器之間的視頻流量限制在50K以內,通過Iperf進行非視頻業務帶寬測試,通過用戶主機(Client)訪問服務器視頻播放頁面,驗證視頻業務帶寬。

3.7 工程文檔

將3.3到3.6章節操作過程的關鍵信息和結果(執行命令截圖、操作結果截圖、界面截圖、命令執行前后各交換機上的流表截圖等)記錄在工程文檔中,并將工程文檔轉換為PDF格式提交到系統。

聯系人:周杰 025-57926169 15205151605 [email protected]

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