软件定义光纤无线宽带接入网节能与服务质量研究

发布时间：2017-05-02 12:15

  本文关键词：软件定义光纤无线宽带接入网节能与服务质量研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：温室效应、能源危机等全球性问题是制约社会发展的重大问题。接入网的能耗在电信网络中占有较大比重,接入网节能技术已经成为下一代宽带接入网的重要研究方向。光纤无线宽带接入网络(Fiber-Wireless Broadband Access Network,Fi Wi)融合了光纤接入的大容量、高速率、低功耗与无线接入的移动性、灵活性等特点,已经成为了下一代宽带接入网络中最具有前景的技术之一。随着网络规模的不断扩大,业务激增复杂,多等级业务的服务质量(Quality of Service,Qo S)保障对Fi Wi网络提出了更高的要求。而传统网络中由于路由决定与报文转发的紧耦合使新技术的部署造成网络的高度复杂,软件定义网络(Software Defined Network,SDN)通过将网络节点中控制与转发解耦,通过软件编程实现网络中控制算法的部署,能够集中、灵活地控制网络流量,实现网络能源效益与网络性能的全面提升。基于此,本文将SDN引入Fi Wi网络,进行软件定义Fi Wi网络(Software Defined-Fi Wi Network,SD-Fi Wi)架构的系统级设计,并对SD-Fi Wi网络架构下的节能效率与网络性能提升进行了研究,主要研究成果如下:(1)首先将SDN概念引入Fi Wi网络,提出三层SD-Fi Wi网络系统架构,对此架构下支持Openflow协议的基础设施节点结构和可扩展控制器进行详细设计,控制器中各组成部分的功能进行解析。对基于Openflow协议的控制层与基础设施层的交互进行阐述,此网络架构简化了Fi Wi网络的复杂性,有效提升了Fi Wi网络流量传输的能力。(2)充分利用SD-Fi Wi网络的集中控制功能,在SD-Fi Wi网络架构下部署动态网络区域划分及网络区域休眠策略,该策略利用控制层中网络全局数据库,综合考虑网关负载与网络区域间负载均衡,进行网络区域的动态调整,使网络业务一定程度地集中在特定网络区域,通过特定的网关根据流表进行网络流量的自由操控,将休眠网络区域最大化来实现Fi Wi网络节能。(3)提出SD-Fi Wi网络中的多等级Qo S映射架构,基于SD-Fi Wi网络的动态网络区域,部署Qo S感知的域内路由与域间路由机制,综合考虑网络中网关与链路质量进行不同等级业务的路径选取与休眠网络的控制,充分保证高优先级业务的Qo S。(4)为了验证SD-Fi Wi网络控制器的可扩展性并进一步提升网络的节能效率,在SD-Fi Wi网络中进行控制器与流表NC功能扩展,对SD-Fi Wi网络中基于Openflow的NC控制过程进行研究,通过网络仿真证明SD-Fi Wi网络中基于NC的数据传输在网络吞吐量与时延等方面带来的提升。
【关键词】：软件定义网络 光纤无线混合接入网络 节能效率 多域网络 网络编码
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 Fi Wi网络中节能与QoS研究现状13-15
• 1.2.2 面向接入网的SDN技术研究现状15-16
• 1.3 论文的研究工作16-18
• 1.4 本章小结18-19
• 第2章 FiWi网络与SDN技术研究分析19-32
• 2.1 FiWi网络架构及工作原理19-25
• 2.1.1 EPON技术19-21
• 2.1.2 WMN技术21-23
• 2.1.3 Fi Wi网络结构与工作原理23-25
• 2.2 软件定义网络技术研究分析25-30
• 2.2.1 软件定义网络架构25-27
• 2.2.2 软件定义网络协议标准27-29
• 2.2.3 SDN对Fi Wi网络节能与QoS影响分析29-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第3章 SD-FiWi网络架构系统级设计32-41
• 3.1 SD-FiWi网络架构与基础设施层节点结构设计32-35
• 3.1.1 SD-FiWi网络总体架构32-34
• 3.1.2 SD-FiWi基础设施层节点结构设计34-35
• 3.2 SD- FiWi网络可扩展控制器设计35-37
• 3.2.1 SD-FiWi网络控制器总体设计35-36
• 3.2.2 SD-FiWi控制器模块功能36-37
• 3.3 SD-FiWi网络控制层与基础设施层交互机制37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 基于动态区域管理的SD-FiWi网络节能与QoS研究41-59
• 4.1 基于负载均衡的节能网络区域管理41-48
• 4.1.1 控制器模块扩展与网络映射41-42
• 4.1.2 初始化网络区域划分42-44
• 4.1.3 动态网络区域重构与休眠策略44-47
• 4.1.4 网络区域的负载均衡控制47-48
• 4.2 QoS感知的多网络区域节能路由机制48-54
• 4.2.1 SD-FiWi架构中多等级QoS的映射48-50
• 4.2.2 QoS感知多域路由50-53
• 4.2.3 控制器响应与流表更新53-54
• 4.3 仿真分析54-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第5章 基于NC的SD-FiWi网络节能控制方法研究59-67
• 5.1 SD-FiWi网络NC功能扩展59-62
• 5.1.1 NC-FiWi架构及原理59-60
• 5.1.2 SD-FiWi网络控制器的NC扩展60-62
• 5.1.3 SD-FiWi网络流表的NC功能扩展62
• 5.2 SD-FiWi网络中节能NC控制策略62-64
• 5.3 仿真分析64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 结论67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-75
• 作者简介75
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果75-76

【参考文献】

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本文编号：340952