基于OpenStack的物联网仿真实验平台的设计与实现

发布时间：2022-11-05 17:33

　　随着物联网相关技术的发展与普及,物联网的应用越来越广泛,接入设备数量也日渐庞大,在国内外都出现了物联网研究的热潮,研究人员往往需要通过实验来测试和评估物联网的各项性能指标。但是,很多物联网实验规模庞大,部署复杂,真实的实验部署常常具有较高难度,于是研究人员提出了通过仿真进行物联网实验的方法。然而,已经提出的仿真实验工具都没有针对大规模物联网实验进行支持,因此本文旨在设计一个支持较大规模物联网仿真实验的平台,解决物联网实验平台可扩展性不足的问题。首先,本文通过将VMNet仿真实验工具集成在OpenStack云平台上,利用云平台的虚拟化技术,将受到单主机性能瓶颈限制的物联网仿真实验规模进行了较大程度的扩展。并且设计了对不同场景下物联网仿真实验的支持,提高了物联网仿真实验平台的可扩展性。其次,本文设计并实现了支持多用户的B/S架构的物联网仿真实验平台,能根据用户需求自动分配实验软硬件资源,自动部署实验环境,并且优化了实验操作流程,简化了实验用户的各项操作,提供了实验日志分析、实验环境保存及恢复等各项功能。最后,本文通过实验探究了所提平台仿真实验的各项性能,验证了平台仿真实验的正确性,并证实了... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本文的结构安排
第二章 相关技术概论
    2.1 OpenStack云平台
        2.1.1 云计算概述
        2.1.2 OpenStack概述
        2.1.3 OpenStack组件
        2.1.4 OpenStack4j
    2.2 VMNet仿真器
    2.3 Spring MVC框架
    2.4 本章小结
第三章 物联网仿真实验平台的分析与设计
    3.1 需求分析
        (1)较真实的物联网实验
        (2)可扩展性
        (3)自动化分配及部署
        (4)实验环境的保存与恢复
        (5)Web交互界面
        (6)支持多用户
    3.2 平台总体架构
    3.3 云服务层架构及功能设计
        3.3.1 基础云服务层
        3.3.2 仿真服务层
    3.4 应用门户层功能设计
    3.5 可扩展的物联网仿真实验解决方案
        3.5.1 针对单主机的可扩展性方案
        3.5.2 多主机联合的可扩展性方案
    3.6 本章小结
第四章 物联网仿真实验平台的实现
    4.1 云服务层的实现
        4.1.1 基础环境
        4.1.2 各部分功能的实现
    4.2 仿真服务层功能的实现
        4.2.1 仿真系统镜像生成
        4.2.2 各部分功能的实现
    4.3 应用门户功能的实现
        (1)认证
        (2)虚拟资源分配
        (3)实验定义的生成与上传
        (4)仿真实验的开始
        (5)实验环境的保存恢复
        (6)日志文件分析
    4.4 物联网仿真实验生命周期
        4.4.1 实验创建阶段
        4.4.2 实验配置阶段
        4.4.3 实验运行阶段
        4.4.4 实验保存和恢复阶段
        4.4.5 实验日志分析阶段
        4.4.6 实验结束阶段
    4.5 本章小结
第五章 实验评估
    5.1 虚拟化方式的选择
    5.2 仿真实验评估
        5.2.1 虚拟化仿真实验的正确性
        5.2.2 虚拟化仿真实验与物理机仿真实验对比
        5.2.3 物联网仿真实验平台可扩展性评估
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Dandelion:OpenStack云平台的快速部署机制[J]. 李立耀,赵少卡,王烨,杨家海,许华荣.  计算机应用. 2015(11)
[2]OpenStack开源云计算平台[J]. 李知杰,赵健飞.  软件导刊. 2012(12)
[3]构建云计算平台的开源软件综述[J]. 林利,石文昌.  计算机科学. 2012(11)
[4]基于OpenStack构建私有云计算平台[J]. 李小宁,李磊,金连文,黎德生.  电信科学. 2012(09)

硕士论文
[1]基于云计算技术的TMSR仿真平台设计及性能分析[D]. 何越.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) 2018
[2]基于OpenStack的协同仿真平台的设计和实现[D]. 何兵.西安电子科技大学 2018
[3]基于OpenStack的私有云平台设计与实现[D]. 李文刚.中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院) 2017
[4]一个支持SDN实验的网络平台的设计与实现[D]. 刘亚珍.内蒙古大学 2016
[5]物联网测床可扩展性的研究[D]. 张宏宇.内蒙古大学 2015
[6]基于OpenStack的私有云计算平台的设计与实现[D]. 罗仲皓.华南理工大学 2015
[7]基于OpenStack的虚拟机资源调度关键技术研究[D]. 张莉莉.北京邮电大学 2015
[8]面向物联网实验的网络测床的初步研究[D]. 高宏媛.内蒙古大学 2014
[9]基于TinyOS的多sink通信协议栈的设计与实现[D]. 陈硕.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2014
[10]无线传感器网络数据库TinyDB的分析与改进[D]. 张以维.国防科学技术大学 2005



本文编号：3703031