软件定义网络规划系统研究与开发

发布时间：2020-03-25 18:37

【摘要】：未来承载网络是一种能够智能灵活、高效可靠承载网络业务的网络基础设施,能够适应海量的节点和设备并支持不同类型的服务与应用。为用户提供更快速、更精确的信息服务,海量信息共享、信息分析、信息挖掘已成为各行各业的共同需求,网络如何更快速、更灵活地匹配业务的发展需求,成为关键性因素之一。而软件定义网络(SDN)转发与控制分离的特性给网络与运营商带来了新的机会,因此基于SDN的未来网络已经成为主要发展方向之一。传送网是各种业务网络的承载网络,作为现代通信网中基础的部分。为了满足日益增长的业务需求,其规模增长越来越快,资源数据量越来越大,但在网络规划设计这样一个具有经济意义和社会意义的重要领域内,目前的研究仍未能深入。网络资源数据庞大,底层物理网络设备多样,网络情况复杂,若能利用SDN技术抽象底层网络信息,使用信息化、智能化的技术手段分配资源,对规划设计将有较大提升。软件定义网络规划系统(Software Defined Network Planning System,SDNP)就是着眼于SDN网络的规划设计需求,利用SDN控制器拥有整个网络的全局视图,网络拓扑自动获取和网络资源抽象的能力,对SDN控制器进行扩展,以支持网络的动态构建,网络性能实时测评,实时下发流表完成配置等工作,突破了传统网络规划设计系统的种种限制与不足。作为支持高效网络规划的创新性应用平台,软件定义网络规划系统对于未来承载网络发展具有非常重要的研究意义和应用价值。本文针对以上情况,对SDN相关技术问题展开了讨论,提出了软件定义网络规划系统,并实现了其功能。主要工作与创新点如下:1.深入调研了网络的发展以及演进,5G网络所需的关键技术,现有网络规划存在的问题和网络规划的相关研究。为本文研究网络规划提供了理论基础。2.提出了软件定义网络规划系统(SDNP)方案,详细阐述了其工作流程。系统方案包括北向App,网络规划操作系统(Network Planning System Operating System,NPOS),物理设施层以及南北向接口。针对NPOS中的拓扑设计模块和性能测评模块,系统中的南北向接口给出了详细的设计方式。3.实现网络规划操作系统。包括应用层的北向APP,NPOS和拓扑设计中的实例算法。首先,扩展SDN控制器,实现NPOS中的拓扑设计模块,能够承载MaxCCD策略的LL添加算法和动态资源分配算法,进行拓扑设计;第二,增加了性能测评模块以便对网络进行实时的测评;4.本文搭建了实验平台,实现了由NPOS,网络仿真工具和北向APP组成的软件定义网络规划系统,应用两种实例算法,针对国家骨干网络进行了完整的网络规划过程,通过实验数据对比和验证达到该系统的要求。
【图文】：

络规划,设计需求,网络规划,方案

如图３－１所示，为满足设计需求，本文提出了软件定义网络规划系统义网络规划系统主要有应用层，网络规划操作系统，物理设施层，还包含应用层与操作系统层之间的北向接口以及操作系统与物理向接口。其中，南向接口收集底层网络信息，ＮＰＯＳ是这个系统过南向接口收集网络信息，包括带宽、节点和链接信息以最终实。此架构由操作系统完成对网络的计算，并根据结果下发流表对数行流表配置。应用层为客户提供了用于完成指令的操作接口。应用通过北向接口进行通信。逡逑系统主要分为３大部分：北向ＡＰＰ，ＮＰＯＳ以及物理设施层。逡逑．北向ＡＰＰ具有使得软件定义网络规划系统面向规划者能发挥更向ＡＰＰ的可视化操作界面主要包括交换机信息，操作信息，拓扑息，测评组件等。这些组件提供直观的网络规划操作界面。逡逑．网络规划操作系统部分包括协调器模块，拓扑设计模块，性能评１８逡逑

系统流程图,络规划,系统流程图,域控制器

协调器获取网络的全局视图。它包含所需ＳＤＮ域控制器收集的网络拓扑和逡逑链路资源数据，域间拓扑和涉及的链路资源信息。网络模拟器从协调器获取信息逡逑进行网络模拟。然后进入拓扑设计模块。如图３－２所示，如果用户通过ＡＰＰ发逡逑出评估指令，即不先选择网络构建，直接进行评估网络，以确定此网络是否符合逡逑标准和需求。如果网络不满足需求或者用户通过Ａｐｐ首先选择网络建设，可以逡逑应用网路构建算法通过添加新链路来实现网络优化。构建结果可以通过性能评估逡逑部分动态评估。如果评估结果确定，路由安排模块将根据从网络模拟器获得的拓逡逑扑结构进行网络构建的实施一一即通过为新添加的虚拟链路寻找最佳的实际路逡逑由路径。在所有这些步骤之后，，获得了一个新的网络以及新的资源。路由安排模逡逑块可以在全局网络视图下使用路由算法计算新网络所需的路由路径，以便在新网逡逑络中找到最佳路径。最终的路由结果将由流表配置模块生成并通过协调器下发流逡逑表进到相应的ＳＤＮ域控制器。ＳＤＮ域控制器将实时配置相应的ＯｐｅｎＦｌｏｗ交换逡逑机。逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP393.02

【参考文献】