基于SDN的融合网络虚拟化构建方法研究及技术实现

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近年来,通信技术和信息技术飞速向前发展,用户的网络需求大大提高,涌现出了各种不同类型的通信网络,网络业务趋于多样化与个性化,互通与融合成为未来网络发展的方向。未来网络的设计目标是以内容、数据和用户为中心的,这必将带来不同类型、不同结构、不同规模网络之间的合作与融合。其中,光纤与无线融合网络是最受关注的技术之一,光纤传输具有带宽大、可靠性高、防电磁干扰能力强等优点,但其传输路径固定,灵活性差;而无线传输方式能够为用户提供灵活的、快速的网络接入,将光网络与无线网络相结合,取长补短,能够获得更高质量的网络服务。本文提出了光纤无线接入网(FiWi)与当前发展迅速的信息通信技术的融合组网模型,并设计了一种融合网络虚拟化构建方案。国内外研究人员对FiWi融合组网方面做了许多研究,包括网络拓扑结构、融合节点位置选择、网络部署方案和路由机制等。但是,已有的研究工作大多采用传统组网思路,组网方法不能摆脱具体的技术细节,存在业务质量难以保证,资源利用率低等问题。本文提出了一种融合网络虚拟化构建方法,用网络虚拟化屏蔽其底层异质异构网络的差异性,并利用软件定义网络(Software Defined Network,SDN)作为虚拟化实现方式,设计相应的组网平台,进行实验验证与分析。本文的主要研究工作如下:1、提出一种基于BA模型的虚拟网络构建方法。BA模型按照增长和择优连接的规则向网络中增加长程链接来减少数据时延,本文在BA模型基础上进行改进,引入了成本-收益参数限制网络构建的进程,以实现灵活、按需的虚拟网络组网。其中,成本-收益参数为增加链路的网络成本与整体网络收益之间的比值,当增加一条链路时,若计算得出其成本-收益值小于预设的阈值大小,则添加链路;反之则不进行添加。2、提出FiWi与ICT融合网络组网模型,并设计基于SDN的网络构建平台,作为虚拟网络构建的实现方式。SDN是一种新型的网络架构,其控制平面与转发平面解耦的思想以及编程接口软件化、开放化的特点,极大地提高了网络控制和业务部署的灵活性,为网络虚拟化的实现开辟了一条新的道路。与现有的SDN路由算法致力于寻找某个单一最短路径不同,本文提供了一种创新型的网络构建方法来获得全局的网络优化。3、基于OpenDayLight控制器搭建SDN实验平台,进行实验验证与分析。主要流程为:实验环境搭建、光路由网络拓扑仿真、网络构建计算及预配置流表。同时,为了更加直观的呈现网络构建过程,我们进行了可视化Web的开发,为用户提供了一套完整的网络构建操作平台。实验结果表明,所提出的算法能够有效提升网络性能,降低网络传输时延。文章的最后对本文的工作进行了总结,对基于SDN的网络虚拟化构建进行了展望。
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