基于SDN控制的IP网和光网络联合优化技术研究

发布时间：2017-09-22 09:33

  本文关键词：基于SDN控制的IP网和光网络联合优化技术研究

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【摘要】：随着网络中业务的增多,网络流量需求的激增,基于波长的频谱分配方式已经遇到了网络容量和资源利用率的瓶颈,未来网络需要一种更精细、更灵活的频谱资源使用和分配方式。可变栅格弹性光网络就是这样一种符合光网络发展方向的新型网络,它可以实现多种速率数据流量的有效承载、高效弹性的频谱资源分配。然而,现在网络中IP层和光层分离的控制和结构造成了网络资源极大的浪费,网络中的资源没有得到充分的利用。针对以上问题与挑战,本文以软件定义网络控制的IP网和光网络的联合优化技术为研究核心,提出基于SDN的IP网和光网络的联合控制网络构架,特别是对弹性光网络中的支持,通过扩展PCEP及OpenFlow协议,搭建网络平台,验证了该网络构架的可行性,同时提出优化的路由和频谱分配算法,提高了网络中资源的利用率,从网络中的频谱利用率及阻塞率两方面对该算法进行了验证,优化了IP网和光网络的性能。 本文对基于SDN控制的IP网和光网络的联合优化技术进行了研究,主要的研究及工作包括如下内容： (1)研究IP网和光网络的发展和融合技术,调研软定义光网络思想的实现方式及其应用。 (2)深入调研了弹性光网络的优势及其发展方向,研究了在SDN思想下以OpenFlow为基础和以PCE技术为基础的两种弹性光网络的网络结构体系,并且针对大规模多域光弹性光网络,提出了基于有状态PCE的集中和分布式相结合的网络控制平面。 (3)提出基于SDN控制的IP网和光网络的网络构架。结合网络的现状,提出一种基于有状态的层次PCE的控制构架,实现了IP网和光网络的联合控制,为网络的优化提出了新的解决方案。通过扩展PCEP, OpenFlow协议及GMPLS协议,搭建了实验平台,从而实验验证了该网络构架的可行性。 (4)结合本文基于SDN控制的网络构架,提出基于虚拓扑的RSA优化算法。在基本的路由和频谱分配算法下,结合弹性光网络中频谱的资源分配的特点,在网络中的中心控制器构建虚拓扑,从IP层和光层联合优化网络中的资源,从而使网络中的性能得到优化。
【关键词】：SDN 弹性光网络 OpenFlow 路由与频谱算法
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的背景与意义10-13
• 1.1.1 光网络与IP网络融合的发展过程10-12
• 1.1.2 基于SDN控制的IP网和光网络的研究现状12-13
• 1.2 论文结构和主要工作13-15
• 1.2.1 论文结构13-14
• 1.2.2 主要工作14-15
• 1.3 本章小结15-16
• 第二章 弹性光网络中实现软件定义网络的关键技术16-32
• 2.1 软件定义网络的构架16-20
• 2.1.1 软件定义网络的基本思想16-18
• 2.1.2 基于OpenFlow的软件定义网络18-20
• 2.2 弹性光网络的体系架构20-23
• 2.2.1 弹性光网络的基本构架20-22
• 2.2.2 弹性光网络中的路由和频谱资源分配算法22-23
• 2.3 弹性光网络中的资源优化控制技术23-24
• 2.4 基于OpenFlow控制的弹性光网络24-26
• 2.5 基于PCE技术实现的软定义弹性光网络的构架及仿真验证26-31
• 2.5.1 PCE的基本体系结构26-27
• 2.5.2 有状态的层次PCE的网络构架27-29
• 2.5.3 基于有状态层次PCE结构的软定义弹性光网络基本构架及仿真验证29-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 基于SDN控制的IP网和光网络的网络构架32-48
• 3.1 基于SDN控制的IP网和光网络的网络构架32-37
• 3.1.1 基于SDN控制的IP网和光网络的整体构架32-34
• 3.1.2 网络中功能模块及协作关系34-37
• 3.2 基于SDN控制的IP网和光网络的控制流程37-40
• 3.2.1 网络中连接建立的流程37-39
• 3.3.2 网络中故障恢复的流程39-40
• 3.3 基于SDN控制的IP网和光网络构架的协议扩展40-44
• 3.3.1 PCEP的扩展41-43
• 3.3.2 控制协议的扩展43-44
• 3.4 仿真平台的搭建及实验分析44-47
• 3.4.1 仿真平台的整体构架44-45
• 3.4.2 仿真平台性能的验证和分析45-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 基于SDN控制的IP网和光网络联合优化算法及验证48-60
• 4.1 路由和频谱算法48-52
• 4.1.1 基本的RSA算法48-50
• 4.1.2 基于RSA的频谱链路资源的虚拟化50-52
• 4.2 联合优化技术的资源优化算法52-58
• 4.2.1 虚拓扑的构建52-54
• 4.2.2 基于虚拓扑的RSA算法流程与实现54-58
• 4.3 优化算法的仿真及实验分析58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 论文总结与展望60-62
• 5.1 论文工作总结60
• 5.2 未来工作展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 攻读学位期间发表的学术论文67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 师严;简伟;曹畅;王海军;;SDN在IP层与光融合中的应用研究[J];邮电设计技术;2014年06期

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本文编号：900084