软件定义的WLAN系统关键技术研究
发布时间：2021-06-22 19:46
以无线局域网络（Wireless Local Area Networks,WLAN）系统为基础的各种新型网络应用场景不断拓展,然而传统WLAN系统采用软硬件耦合的架构,导致了系统的可扩展性和灵活性差。软件定义无线网络（Software Defined Wireless Network,SDWN）架构充分利用软件定义网络（Software Defined Network,SDN）与网络功能虚拟化（Network Function Virtualization,NFV）的优势,可有效增强网络的灵活性、可编程性和可扩展性。虽然主流的SDWN系统架构能够降低物理硬件和逻辑应用之间的耦合性,但当网络规模扩大时,数据平面的转发效率下降和控制平面的精准决策与高效管控依然面临重大挑战。本文针对这些挑战,重点研究三个方面的内容:网络状态实时感知是控制器实现精准决策的前提,需要在无线资源有限的条件下实现低开销测量,为此本文研究基于矩阵填充算法的低开销网络测量模型;现有系统采用虚拟化技术虽然提高了网络的可编程性,但是带来了额外的包处理时延进而影响了AP（Access Point）转发性能,需要研究设计新型数...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
数据包转发时延Fig.4.17Packetforwardingdelay
重庆邮电大学博士学位论文4高性能的无线网络虚拟化技术91(80%)。Wi-Fi的上下行吞吐量分别达到了43Mbps和50Mbps，相较于Wi-Fi而言，Tuna的吞吐量均有所下降，其很大程度上是由AP进行虚拟化操作所致。为了测试UDP吞吐量效果，通过Iperf在终端生成UDP流且使UDP流的丢包率限制在1%。如图4.18(b)所示，在UDP吞吐量上也出现了同样的现象，Odin的UDP上行和下行吞吐量仅为10Mbps左右，而Tuna的UDP上行和下行吞吐量则显著增加至40Mbps和45Mbps，与普通Wi-Fi的UDP吞吐量相近。TCP吞吐量的提高不如UDP吞吐量显著，主要是由于TCP的重传超时时间(RetransmissionTimeOut，RTO)改变TCP发送窗口的大校通过TCP和UDP两组实验发现，与传统方案相比吞吐量性能提升了20Mbps以上。(a)TCP(b)UDP图4.18TCP与UDP吞吐量对比测试Fig.4.18TCPandUDPthroughputcomparison(3)无缝切换为了测试终端切换效果，设置一个测试场景，即：终端在楼道内来回走动，将会从一个AP的覆盖范围移动到另外一个AP下。为了使测量效果更明显，在终端以固定速率30Mbps进行TCP和UDP类型的数据报发包。图4.19为移动过程中的吞吐量随时间的变化图。当切换被触发时，常规Wi-Fi下的TCP吞吐量和UDP吞吐量分别会发生显著的周期性退化，将会有2到4秒的重关联，严重影响了用户QoS。由于UDP协议是一种无连接的传输层协议，因此恢复的速度比TCP吞吐量稍微快些。相反，由于VAP虚拟化技术可以对接入流程控制，终端接入的移动实际是逻辑VAP的迁移，从而实现无缝切换，TCP或UDP吞吐量是非常稳定，保持在30Mbps左右。
关联时间测试Fig.4.21Theassociationtime
【参考文献】：
期刊论文
[1]软件定义网络中低成本流量数据采集算法[J]. 赵俊,包丛笑,李星. 清华大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]基于SDN的网络试验床综述[J]. 黄韬,刘江,张晨,魏亮,刘韵洁. 通信学报. 2018(06)
[3]WLAN中基于OpenFlow的无缝切换机制设计与实现[J]. 开彩红,胡欣岳. 电子学报. 2018(02)
本文编号：3243430
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
数据包转发时延Fig.4.17Packetforwardingdelay
重庆邮电大学博士学位论文4高性能的无线网络虚拟化技术91(80%)。Wi-Fi的上下行吞吐量分别达到了43Mbps和50Mbps，相较于Wi-Fi而言，Tuna的吞吐量均有所下降，其很大程度上是由AP进行虚拟化操作所致。为了测试UDP吞吐量效果，通过Iperf在终端生成UDP流且使UDP流的丢包率限制在1%。如图4.18(b)所示，在UDP吞吐量上也出现了同样的现象，Odin的UDP上行和下行吞吐量仅为10Mbps左右，而Tuna的UDP上行和下行吞吐量则显著增加至40Mbps和45Mbps，与普通Wi-Fi的UDP吞吐量相近。TCP吞吐量的提高不如UDP吞吐量显著，主要是由于TCP的重传超时时间(RetransmissionTimeOut，RTO)改变TCP发送窗口的大校通过TCP和UDP两组实验发现，与传统方案相比吞吐量性能提升了20Mbps以上。(a)TCP(b)UDP图4.18TCP与UDP吞吐量对比测试Fig.4.18TCPandUDPthroughputcomparison(3)无缝切换为了测试终端切换效果，设置一个测试场景，即：终端在楼道内来回走动，将会从一个AP的覆盖范围移动到另外一个AP下。为了使测量效果更明显，在终端以固定速率30Mbps进行TCP和UDP类型的数据报发包。图4.19为移动过程中的吞吐量随时间的变化图。当切换被触发时，常规Wi-Fi下的TCP吞吐量和UDP吞吐量分别会发生显著的周期性退化，将会有2到4秒的重关联，严重影响了用户QoS。由于UDP协议是一种无连接的传输层协议，因此恢复的速度比TCP吞吐量稍微快些。相反，由于VAP虚拟化技术可以对接入流程控制，终端接入的移动实际是逻辑VAP的迁移，从而实现无缝切换，TCP或UDP吞吐量是非常稳定，保持在30Mbps左右。
关联时间测试Fig.4.21Theassociationtime
【参考文献】：
期刊论文
[1]软件定义网络中低成本流量数据采集算法[J]. 赵俊,包丛笑,李星. 清华大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]基于SDN的网络试验床综述[J]. 黄韬,刘江,张晨,魏亮,刘韵洁. 通信学报. 2018(06)
[3]WLAN中基于OpenFlow的无缝切换机制设计与实现[J]. 开彩红,胡欣岳. 电子学报. 2018(02)
本文编号：3243430
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