多域环境下网络切片的设计与开发

发布时间：2020-05-28 01:07

【摘要】：随着5G应用的普及,在多域网络环境中,面临着大量并行业务上线的情形和数据量大幅增长的需求,同时还需要保证端到端数据传输的性能,所以,如何统一控制和管理及如何更合理的分配物理资源是重要的问题。基于软件定义网络和网络功能虚拟化技术的网络切片技术,可以分离网络控制与数据平面,为不同的业务需求灵活分配共享的虚拟化网络服务资源,提高网络可扩展性的同时,支持多种多租户网络业务的隔离。然而,考虑实际通信过程中有线、无线混合组网的复杂通信环境,更多不同的服务类型,多域网络切片仍然面临这网络异构带来的重要挑战。本文基于多域异构网络设计一种多域网络切片框架,将网络划分为控制平面、切片平面和数据平面三个层次。在控制平面为不同业务逻辑分别生成对应的转发逻辑,然后由切片平面根据网络资源统计信息进行转发逻辑的跨异构域整合与重构,形成数据平面转发规则,最后交由数据平面的软件交换机执行并实现网络切片。同时针对该框架设计提出一种实现方案,在控制平面基于Floodlight控制器进行扩展开发,实现业务逻辑到转发逻辑的映射过程。在切片平面,基于FlowVisor实现跨域网络切片的按需分配与转发规则的重构。在数据层面,基于软件交换机实现切片流量的转发与隔离。搭建有线、无线网络混合的多域网络仿真环境,分别测试基于带宽需求的多域网络切片划分实验和基于业务类型的多域网络切片划分实验,验证提出的多域网络切片框架的可行性,切片之间的隔离性,可以满足切片基本性能,使得网络更具有弹性。
【图文】：

图２－１ＳＤＮ架构逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｔｈｅ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＳＤＮ逡逑ＳＤＮ架构如图２－１所示，分为三个层面，分别是应用层、控制层和基础设施逡逑层。应用层包含了可以体现用户意图的业务／应用程序，并提供了可编程接口。控逡逑９逡逑

Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｍｏｄｕｌｅ邋ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ邋ａｎｄ邋ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ＯｐｅｎＶＳｗｔｉｃｈ逡逑Ｏｐｅｎ邋ｖＳｗｉｔｃｈ主要由位于用户空间的ｏｖｓｄｂ－ｓｅｒｖｅｒ和ｏｖｓ－ｖｓｗｉｔｃｈｄ进程，，和位逡逑于内核空间的数据路径等多个模块组成，如图２－２所示。逡逑在ＳＤＮ架构中，控制器将网络拓扑和网络功能转换为ＯＶＳ数据和逡逑ＯｐｅｎＦｌｏｗ规则，这些规则分别发送到ｏｖｓｄｂ￣ｓｅｒｖｅｒ和ｏｖｓ－ｖｓｗｉｔｃｈｄ进程。可以通逡逑过邋ｏｖｓ－ｏｆｃｔｌ邋ｄｕｍｐ￣ｆｌｏｗ邋查看邋ＯｐｅｎＦｌｏｗ邋规则。逡逑位于内核空间的ＯＶＳ邋ｄａｔａｐａｔｈ负责网络数据的转发。对于网络数据流，第一逡逑个数据包到达ＯＶＳ邋ｄａｔａｐａｔｈ。此时，数据路径不转发信息，也不知道如何完成转逡逑发。接下来，ＯＶＳＯＶＳ邋ｄａｔａｐａｔｈ将查询用户空间中的ｏｖｓ－ｖｓｗｉｔｃｈｄ进程。ｏｖｓ－逡逑ｖｓｗｉｔｃｈｄ进程可以根据ＯｐｅｎＦｌｏｗ规则执行匹配动作操作，即从一堆ＯｐｅｎＦｌｏｗ规逡逑则中匹配网络数据包对应的规则，并根据这些规则中的行动。实现了用户空间和逡逑内核空间的信息同步。逡逑与此同时
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 申淼;;美陆军官员阐述“多域作战”概念相关问题[J];防务视点;2017年03期

2 吴天昊;;美太平洋陆军司令谈印——亚太地区形势与“多域战”概念[J];防务视点;2017年07期

3 申淼;;美陆军建立多域特遣部队试验新型多域作战战术[J];防务视点;2017年07期

4 王璐菲;;美陆军“多域战”概念在各军种间凝聚人气[J];防务视点;2017年09期

5 袁政英;;适应“多域战”:美陆军研讨会讨论军力结构调整[J];防务视点;2017年09期

6 王璐菲;;美军《多域战:21世纪合成兵种》白皮书[J];防务视点;2017年09期

7 王金龙;龚玉萍;李玉川;;认知无线网络中的多域认知[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2008年06期

8 大卫·珀金斯;秋水;;多域战——引领改革、致胜未来[J];国外坦克;2018年07期

9 梁兵;沈建华;杨帆;程希;于飞;;一种改进的多域光网络保护机制[J];光通信技术;2011年10期

10 洪帆;段素娟;;多域多应用环境下的访问控制研究[J];计算机科学;2006年04期

相关会议论文 前10条

1 周钦山;张超;;微波信号分析仪多域关联分析技术[A];2015年全国微波毫米波会议论文集[C];2015年

2 李光磊;周华春;李观文;冯博昊;徐琪;;基于域间协作的星地多域网络服务编排[A];第十三届卫星通信学术年会论文集[C];2017年

3 刘剑平;郦苏丹;;一种面向多域隔离交换控制系统设计[A];第十一届中国通信学会学术年会论文集[C];2015年

4 陈方舟;危艳玲;游瀚霖;;多域视角下的指挥控制模式转型——从战术、战役和战略角度认识未来战场[A];第六届中国指挥控制大会论文集（上册）[C];2018年

5 孔志印;郭宪勇;汪伦伟;;基于多核多域安全逐层扩展的高安全平台体系结构研究[A];第30次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2015年

6 孙海洋;张安;毕文豪;;基于云协同的多域协同作战指挥控制系统[A];2019年（第四届）中国航空科学技术大会论文集[C];2019年

7 合松;徐国胜;;一种基于PKI的多域统一身份认证与授权方案[A];第九届中国通信学会学术年会论文集[C];2012年

8 张愉;郭磊;郑小兵;王雪葵;;多域光网络中基于虚拓扑图的区分保护算法[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集（上）[C];2008年

9 武安绪;;爆破与地震波形信号的HHT多域特征分析[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

10 李辰;辛阳;卓新建;钮心忻;;多域间基于角色的访问控制模型研究[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（上册）[C];2008年

相关重要报纸文章 前10条

1 军事科学院战争设计研究所 常书杰 张双喜 朱丰;给美军多域作战画个像[N];中国国防报;2018年

2 本报记者 唐芳;多域作战：将各军兵种力量拧成一股绳[N];科技日报;2018年

3 戚苏源;瞄准多域作战，美陆军谋求“火炮发威”[N];中国国防报;2019年

4 张洋;洛马公司通过“自在”项目演示多域行动能力[N];中国航空报;2019年

5 编译 费洪 介冲;为多域战做好准备[N];中国航空报;2018年

6 王玉琨 何昌其;“多域战”重塑美军作战流程[N];解放军报;2018年

7 童真;从美“第三次抵消战略”视角看“多域战”[N];学习时报;2017年

8 王克格;美各军种积极推进“多域战”发展应用[N];解放军报;2017年

9 吴中和 朱小宁;多域战：美军推动联合作战新“抓手”[N];解放军报;2017年

10 沈寿林 张国宁;认识智能化作战[N];解放军报;2018年

相关博士学位论文 前10条

1 朱静;应对物理层攻击的软件定义多域多芯弹性光网络设计与服务算法研究[D];中国科学技术大学;2019年

2 谢文军;面向宽带分组业务的多层多域光网络关键技术研究[D];北京邮电大学;2014年

3 金莉;面向多域的安全互操作机制研究[D];华中科技大学;2009年

4 赵永利;多层多域智能光网络关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年

5 雷建云;多域环境下基于证书和信任的访问控制研究[D];华中科技大学;2010年

6 谢久雨;基于PCE的多层多域智能光网络若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年

7 张力方;基于GMPLS的多层多域智能光网络若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年

8 刘伍颖;面向垃圾信息过滤的主动多域学习文本分类方法研究[D];国防科学技术大学;2011年

9 窦万峰;并行工程环境下的多域特征映射研究[D];西安电子科技大学;1998年

10 梅松竹;面向多域联合的服务可信关键技术研究[D];国防科学技术大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 洪崴;多域环境下网络切片的设计与开发[D];北京交通大学;2019年

2 甘东;基于多域管理模式的团队协作学习平台设计与实现[D];华南理工大学;2019年

3 丁嘉敏;无线通信网络多域动态干扰管理方法设计[D];西安电子科技大学;2019年

4 徐婉滢;基于ONOS的IP+光多域协同器技术研究[D];北京邮电大学;2019年

5 涂序继;结合先验知识的多域卷积神经网络目标跟踪[D];南昌航空大学;2019年

6 康雪玉;面向多域网络的协同与重构研究[D];北京邮电大学;2019年

7 田弘博;无线通信智能多域抗干扰决策方法研究[D];哈尔滨工程大学;2019年

8 田家翼;基于SDN的多级多域流量动态协同调度机制研究[D];北京邮电大学;2019年

9 包水灵;多层多域业务疏导光网络中恢复策略及算法设计与仿真实现[D];东北大学;2015年

10 邬俊杰;MWoT多域体系架构设计与实现[D];西安电子科技大学;2018年

本文编号：2684454