基于SDN的异构WSN路由协议的设计与实现

发布时间：2017-08-29 18:44

  本文关键词：基于SDN的异构WSN路由协议的设计与实现

  更多相关文章： 无线传感器网络 软件定义网络 路由协议 OpenFlow 重配置

【摘要】：本学位论文的研究课题来源于国家自然科学基金“软件定义传感网的网络重配置若干算法研究”(No.61471164)。软件定义网络(SDN, Software-Defined Network)实现了网络中控制平面与数据平面的分离,为网络的扁平化管控提供了解决方案。本文首先将SDN技术与无线传感器网络(WSN, Wireless Sensor Network)相结合,定义了一种软件定义传感器网络(SDSN, Software-Defined Sensor Network),它由SDSN节点、普通传感器节点和集中式管控中心共同组成。然后,针对SDSN中路由协议可由集中式管控中心统一配置的特点,提出了一种联合资源控制的路由协议(JRCR, Joint Resource Control and Routing Protocol),并对所提协议进行了仿真,结果表明,JRCR协议能进行全局最优的路由计算,在保证原有业务服务质量(QoS, Quality of Service)的同时增加网络吞吐量。最后,搭建了实验平台对SDSN路由协议的可行性进行验证,实验结果表明,所搭建的平台能够较好地利用SDSN节点的软件重定义特性实现系统控制平面与数据转发平面的解耦,为软件定义无线传感器网络的进一步发展提供了参考。全文共分五章,安排如下。第一章介绍课题背景和国内外研究现状,综述论文的主要工作。第二章总结经典的无线传感器网络路由协议,分析SDN基本架构以及OpenFlow协议,并具体探讨SDN在各种无线网络中的应用。第三章构建SDSN网络模型,在此基础上设计联合资源控制的路由协议,并利用次梯度法、凸优化理论等对问题进行最优求解。第四章搭建SDSN路由实现平台,重点完成SDSN节点的软硬件设计,并进行系统功能测试。第五章给出本学位论文的工作总结和下一步研究工作展望。
【关键词】：无线传感器网络 软件定义网络 路由协议 OpenFlow 重配置
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语11-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 课题背景13-15
• 1.2 国内外研究现状15-16
• 1.3 主要工作及章节安排16-19
• 1.3.1 主要研究工作16
• 1.3.2 章节安排16-19
• 第2章 WSN路由协议与软件定义无线网络19-37
• 2.1 WSN路由协议19-21
• 2.1.1 WSN中路由协议特点19-20
• 2.1.2 WSN中典型路由协议20-21
• 2.2 SDN技术21-30
• 2.2.1 SDN基本架构22-23
• 2.2.2 SDN控制器23-25
• 2.2.3 OpenFlow协议25-27
• 2.2.4 OpenFlow协议演进27-30
• 2.3 基于软件定义的无线网络30-34
• 2.3.1 基于软件定义的WLAN网络31-32
• 2.3.2 基于软件定义的蜂窝网络32-33
• 2.3.3 基于软件定义的多跳无线网络33
• 2.3.4 机遇与挑战33-34
• 2.4 基于软件定义的传感器网络34-36
• 2.4.1 基于软件定义的传感器网络模型34-35
• 2.4.2 基于软件定义的传感器网络节点35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第3章 SDSN中联合资源控制的路由协议37-55
• 3.1 背景介绍37-38
• 3.2 系统模型38-40
• 3.2.1 SDSN系统组成38-40
• 3.2.2 SDSN路由模型40
• 3.3 SDSN中联合资源控制的路由协议40-43
• 3.3.1 数学建模40-42
• 3.3.2 最小跳数路由发现过程42
• 3.3.3 最大化系统吞吐量42-43
• 3.4 最优化功率及路由分配43-48
• 3.4.1 凸优化与次梯度法43-44
• 3.4.2 最优化问题求解44-47
• 3.4.3 联合资源控制的路由协议工作机制47-48
• 3.5 仿真与分析48-53
• 3.5.1 仿真场景和参数48-50
• 3.5.2 仿真结果与分析50-53
• 3.6 本章小结53-55
• 第4章 SDSN路由协议平台实现55-71
• 4.1 SDSN路由协议总体方案设计55-57
• 4.1.1 SDSN相关技术55-57
• 4.1.2 SDSN总体方案设计57
• 4.2 硬件平台设计与实现57-61
• 4.2.1 基于CC2530的传感器节点57-60
• 4.2.2 SDSN新型节点60-61
• 4.3 软件设计与实现61-64
• 4.3.1 软件开发环境61-62
• 4.3.2 传感器节点编程62-63
• 4.3.3 SDSN节点重编程63-64
• 4.4 测试与分析64-70
• 4.4.1 SDSN节点空中下载测试64-67
• 4.4.2 SDSN路由协议测试与分析67-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第5章 总结与展望71-73
• 5.1 研究工作总结71
• 5.2 后续工作展望71-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间的研究成果79
• 1 学术论文79
• 2 专利79
• 3 参与的科研项目79

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 梁永利;;关于路由协议漏洞的分析与防范措施[J];硅谷;2011年11期

2 陈海鸿;如何在网络运行过程中更改路由协议[J];中国金融电脑;2000年12期

3 宾海,刘乃安;移动网络中的几种路由协议[J];电子科技;2001年21期

4 吕翎,熊前兴;常用路由协议分析[J];交通与计算机;2001年S1期

5 翟东瑜;;路由协议的选择与实践[J];金融电子化;2002年05期

6 丁瑜,张光昭;MIL-STD-188-220B路由协议性能分析和改进[J];数据通信;2003年04期

7 季晓君;田畅;张毓森;;安全DSR路由协议分析与设计[J];通信学报;2006年03期

8 郑创明;张升华;;美军220C路由协议的分析设计[J];军事通信技术;2006年01期

9 董超;倪明放;田畅;;层次分析法用于战术互联网路由协议选择[J];火力与指挥控制;2008年09期

10 顾晓燕;;无线Mesh网络DSR路由协议改进方法的研究[J];无线通信技术;2009年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 董阳泽;刘平香;;水声网络自重组中两种路由协议比较[A];2012'中国西部声学学术交流会论文集(Ⅰ)[C];2012年

2 向征;方旭明;;无线Mesh网络中路由协议的性能比较[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年

3 孙墉懋;傅仲逑;;DSR路由协议优化策略[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

4 程晓峰;卢泽新;张晓哲;莫敦运;;基于路由协议支持的网络感知的设计与实现[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年

5 刘红;徐光侠;范时平;;一种安全的无线自组织路由协议[A];2008年计算机应用技术交流会论文集[C];2008年

6 宋玉林;樊祥宁;张在琛;;无线传感器网络能量路由协议的研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

7 应俊;吴哲夫;乐孜纯;;基于OPNET的DSR路由协议的性能分析[A];浙江省电子学会2006年学术年会论文集[C];2006年

8 颜国风;王建新;;基于Hop的Anycast路由协议的设计与实现[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年

9 武峥;张淑芳;;无线传感器网络路由协议在交通监控系统中的应用[A];中国航海学会通信导航专业委员会2005年学术年会论文集[C];2005年

10 侍蕾;赵洪利;;空间信息网路由协议关键技术分析[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集（下）[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 华为供稿;构建辽宁移动骨干网[N];计算机世界;2001年

2 中科院计算所信息网络室 庞迪;移动自组织网络的关键技术—路由协议[N];计算机世界;2005年

3 金桦;路由协议一样影响速度[N];中国计算机报;2003年

4 朗讯贝尔实验室基础科学研究院;融合网络将主导一切[N];通信产业报;2004年

5 ;宽带网络测试平台 ——Adtech AX/4000[N];网络世界;2003年

6 ;三星secuiWALL 防火墙让网络永不停息[N];中国计算机报;2002年

7 甄岩邋武穆清;无处不在的无线Mesh网络[N];中国计算机报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 朱东杰;车载自组网路由协议及路径决策模型研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 张春飞;无线Mesh网络负载均衡技术研究[D];吉林大学;2016年

3 黄宏宇;车辆自组织网络的路由协议及节点运动模型研究[D];上海交通大学;2009年

4 郭星歌;矿井无线网格网技术的研究及应用[D];中国矿业大学;2013年

5 韩挺;基于信任理论的路由协议安全技术研究[D];北京邮电大学;2015年

6 潘大为;能量有效的WSNs路由协议与分布式调度方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

7 杨凯;无线Mesh网络高性能路由协议研究[D];西安电子科技大学;2011年

8 孙学梅;Ad Hoc网络的移动管理及其路由协议的研究[D];天津大学;2004年

9 张天乐;交替活跃模式的部分连接网络路由研究[D];中国科学院研究生院（计算技术研究所）;2006年

10 李道丰;路由协议若干安全问题研究[D];北京邮电大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 梁玉珠;基于动态分簇的低能耗WSN路由协议的研究[D];延边大学;2015年

2 卢志强;基于基础设施辅助的车载自组织网络路由协议研究[D];昆明理工大学;2015年

3 马银雪;基于模型检验的路由协议验证方法研究[D];南京航空航天大学;2015年

4 高俊浩;基于Mesh网络的HWMP路由协议的研究[D];北京交通大学;2016年

5 江翠翠;Ad Hoc网络QoS路由协议的研究与实现[D];山东建筑大学;2016年

6 代明臣;城市车联网中基于地理位置的路由协议研究[D];东北大学;2014年

7 陆畅;基于粒子群优化算法的WSN非均匀分簇路由协议研究[D];东北大学;2014年

8 杨记豪;信息中心网络中认知型路由协议的设计与仿真实现[D];东北大学;2014年

9 刘卫卫;一种基于动态分组机制的车辆协同防撞和通信方案研究[D];华东师范大学;2016年

10 胡红杨;一种适合高速公路预警信息传播的路由协议[D];燕山大学;2016年

，

本文编号：754881