軟件定義光纖無線寬帶接入網節(jié)能與服務質量研究
本文關鍵詞:軟件定義光纖無線寬帶接入網節(jié)能與服務質量研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:溫室效應、能源危機等全球性問題是制約社會發(fā)展的重大問題。接入網的能耗在電信網絡中占有較大比重,接入網節(jié)能技術已經成為下一代寬帶接入網的重要研究方向。光纖無線寬帶接入網絡(Fiber-Wireless Broadband Access Network,Fi Wi)融合了光纖接入的大容量、高速率、低功耗與無線接入的移動性、靈活性等特點,已經成為了下一代寬帶接入網絡中最具有前景的技術之一。隨著網絡規(guī)模的不斷擴大,業(yè)務激增復雜,多等級業(yè)務的服務質量(Quality of Service,Qo S)保障對Fi Wi網絡提出了更高的要求。而傳統(tǒng)網絡中由于路由決定與報文轉發(fā)的緊耦合使新技術的部署造成網絡的高度復雜,軟件定義網絡(Software Defined Network,SDN)通過將網絡節(jié)點中控制與轉發(fā)解耦,通過軟件編程實現網絡中控制算法的部署,能夠集中、靈活地控制網絡流量,實現網絡能源效益與網絡性能的全面提升;诖,本文將SDN引入Fi Wi網絡,進行軟件定義Fi Wi網絡(Software Defined-Fi Wi Network,SD-Fi Wi)架構的系統(tǒng)級設計,并對SD-Fi Wi網絡架構下的節(jié)能效率與網絡性能提升進行了研究,主要研究成果如下:(1)首先將SDN概念引入Fi Wi網絡,提出三層SD-Fi Wi網絡系統(tǒng)架構,對此架構下支持Openflow協(xié)議的基礎設施節(jié)點結構和可擴展控制器進行詳細設計,控制器中各組成部分的功能進行解析。對基于Openflow協(xié)議的控制層與基礎設施層的交互進行闡述,此網絡架構簡化了Fi Wi網絡的復雜性,有效提升了Fi Wi網絡流量傳輸的能力。(2)充分利用SD-Fi Wi網絡的集中控制功能,在SD-Fi Wi網絡架構下部署動態(tài)網絡區(qū)域劃分及網絡區(qū)域休眠策略,該策略利用控制層中網絡全局數據庫,綜合考慮網關負載與網絡區(qū)域間負載均衡,進行網絡區(qū)域的動態(tài)調整,使網絡業(yè)務一定程度地集中在特定網絡區(qū)域,通過特定的網關根據流表進行網絡流量的自由操控,將休眠網絡區(qū)域最大化來實現Fi Wi網絡節(jié)能。(3)提出SD-Fi Wi網絡中的多等級Qo S映射架構,基于SD-Fi Wi網絡的動態(tài)網絡區(qū)域,部署Qo S感知的域內路由與域間路由機制,綜合考慮網絡中網關與鏈路質量進行不同等級業(yè)務的路徑選取與休眠網絡的控制,充分保證高優(yōu)先級業(yè)務的Qo S。(4)為了驗證SD-Fi Wi網絡控制器的可擴展性并進一步提升網絡的節(jié)能效率,在SD-Fi Wi網絡中進行控制器與流表NC功能擴展,對SD-Fi Wi網絡中基于Openflow的NC控制過程進行研究,通過網絡仿真證明SD-Fi Wi網絡中基于NC的數據傳輸在網絡吞吐量與時延等方面帶來的提升。
【關鍵詞】:軟件定義網絡 光纖無線混合接入網絡 節(jié)能效率 多域網絡 網絡編碼
【學位授予單位】:河北工程大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TN92
【目錄】:
- 摘要5-7
- Abstract7-11
- 第1章 緒論11-19
- 1.1 研究背景及意義11-13
- 1.1.1 研究背景11-12
- 1.1.2 研究意義12-13
- 1.2 國內外研究現狀13-16
- 1.2.1 Fi Wi網絡中節(jié)能與QoS研究現狀13-15
- 1.2.2 面向接入網的SDN技術研究現狀15-16
- 1.3 論文的研究工作16-18
- 1.4 本章小結18-19
- 第2章 FiWi網絡與SDN技術研究分析19-32
- 2.1 FiWi網絡架構及工作原理19-25
- 2.1.1 EPON技術19-21
- 2.1.2 WMN技術21-23
- 2.1.3 Fi Wi網絡結構與工作原理23-25
- 2.2 軟件定義網絡技術研究分析25-30
- 2.2.1 軟件定義網絡架構25-27
- 2.2.2 軟件定義網絡協(xié)議標準27-29
- 2.2.3 SDN對Fi Wi網絡節(jié)能與QoS影響分析29-30
- 2.3 本章小結30-32
- 第3章 SD-FiWi網絡架構系統(tǒng)級設計32-41
- 3.1 SD-FiWi網絡架構與基礎設施層節(jié)點結構設計32-35
- 3.1.1 SD-FiWi網絡總體架構32-34
- 3.1.2 SD-FiWi基礎設施層節(jié)點結構設計34-35
- 3.2 SD- FiWi網絡可擴展控制器設計35-37
- 3.2.1 SD-FiWi網絡控制器總體設計35-36
- 3.2.2 SD-FiWi控制器模塊功能36-37
- 3.3 SD-FiWi網絡控制層與基礎設施層交互機制37-40
- 3.4 本章小結40-41
- 第4章 基于動態(tài)區(qū)域管理的SD-FiWi網絡節(jié)能與QoS研究41-59
- 4.1 基于負載均衡的節(jié)能網絡區(qū)域管理41-48
- 4.1.1 控制器模塊擴展與網絡映射41-42
- 4.1.2 初始化網絡區(qū)域劃分42-44
- 4.1.3 動態(tài)網絡區(qū)域重構與休眠策略44-47
- 4.1.4 網絡區(qū)域的負載均衡控制47-48
- 4.2 QoS感知的多網絡區(qū)域節(jié)能路由機制48-54
- 4.2.1 SD-FiWi架構中多等級QoS的映射48-50
- 4.2.2 QoS感知多域路由50-53
- 4.2.3 控制器響應與流表更新53-54
- 4.3 仿真分析54-57
- 4.4 本章小結57-59
- 第5章 基于NC的SD-FiWi網絡節(jié)能控制方法研究59-67
- 5.1 SD-FiWi網絡NC功能擴展59-62
- 5.1.1 NC-FiWi架構及原理59-60
- 5.1.2 SD-FiWi網絡控制器的NC擴展60-62
- 5.1.3 SD-FiWi網絡流表的NC功能擴展62
- 5.2 SD-FiWi網絡中節(jié)能NC控制策略62-64
- 5.3 仿真分析64-66
- 5.4 本章小結66-67
- 結論67-69
- 致謝69-70
- 參考文獻70-75
- 作者簡介75
- 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和科研成果75-76
【參考文獻】
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本文編號:340952
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