【摘要】：機(jī)動戰(zhàn)術(shù)任務(wù)對通信和計算的需求日漸多元化、復(fù)雜化,如聯(lián)盟作戰(zhàn)、Need-ToKnow(NTK)等機(jī)動任務(wù)需要安全地區(qū)分共享信息并保護(hù)敏感信息的安全。然而,傳統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)已無法完全滿足現(xiàn)代機(jī)動通信任務(wù)的需求�；谲浖x網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)的分布式控制器系統(tǒng)架構(gòu)能夠為機(jī)動、戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)場景提供可靠穩(wěn)健的服務(wù),為無線網(wǎng)絡(luò)資源的靈活高效管理提供基礎(chǔ),并滿足新一代機(jī)動通信網(wǎng)絡(luò)需求。但網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化的特性增加了系統(tǒng)管理的難度,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的整體性能降低。論文針對上述問題研究分布式控制器架構(gòu)下動態(tài)路由管理方案,分別針對控制層面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面提出動態(tài)控制器部署方法與可靠路由管理方案,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時延并提升服務(wù)質(zhì)量。主要工作如下:1.首先針對動態(tài)控制器部署問題分析了機(jī)動通信網(wǎng)絡(luò)場景,考慮控制器覆蓋約束與交換機(jī)遷移代價,以網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時延為優(yōu)化目標(biāo)建立數(shù)學(xué)關(guān)系模型。然后提出一種基于線性規(guī)劃舍入的近似算法進(jìn)行求解,并對算法解的質(zhì)量進(jìn)行了理論分析。2.針對節(jié)點高移動性引起鏈路失效導(dǎo)致業(yè)務(wù)流傳輸丟包率高的問題,提出了一種可靠路由管理方案。該方案基于鏈路可靠性預(yù)測對業(yè)務(wù)流的路由路徑進(jìn)行預(yù)切換,結(jié)合反應(yīng)式鏈路失效恢復(fù)方案提升業(yè)務(wù)路由可靠性,并添加重路由機(jī)制提升網(wǎng)絡(luò)帶寬資源利用率,同時在搭建的分布式控制器系統(tǒng)中進(jìn)行實現(xiàn)。3.為了在實驗中模擬機(jī)動通信網(wǎng)絡(luò)場景,對仿真平臺Mininet-WiFi的節(jié)點移動性模塊與控制器交互接口進(jìn)行了擴(kuò)展。使用Mininet-WiFi輸出的節(jié)點位置信息結(jié)合Matlab驗證動態(tài)控制器部署方法的效果,并在分布式控制器系統(tǒng)中設(shè)計實驗驗證了可靠路由管理方案的有效性。實驗表明本文控制器部署方法有效降低了網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時延,相較于現(xiàn)有研究中控制器部署算法效果提升了3%~8%;可靠路由管理方案有效提升網(wǎng)絡(luò)路由可靠性與吞吐量,相較于鏈路故障恢復(fù)方案的吞吐量提升了8%~14%。本文研究能夠提升機(jī)動通信場景中分布式控制器系統(tǒng)的整體網(wǎng)絡(luò)性能,對新一代機(jī)動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展具有借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5;V351.36
【圖文】：

圖 5.2 Ryu 控制器可視化 API 呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視圖 仿真平臺 Mininet-WiFi 擴(kuò)展ininet-WiFi 是巴西坎皮納斯大學(xué)對 Mininet 進(jìn)行了拓展和改進(jìn)的開源輕量相較于 Mininet 增加了虛擬無線終端的關(guān)聯(lián)性與移動性仿真，并且其真實S-3、OMNeT++等仿真平臺更高[52]。但考慮到機(jī)動通信網(wǎng)絡(luò)中為實際作戰(zhàn)的特點及參數(shù)的獲取，論文對 Mininet-WiFi 進(jìn)行了如下擴(kuò)展： 動態(tài)移動模型擴(kuò)展ininet-WiFi 以一定的移動性模型模擬移動交換機(jī)節(jié)點與移動終端節(jié)點的動然而節(jié)點移動過程中可能出現(xiàn)正在傳輸數(shù)據(jù)的終端節(jié)點脫離接入的交換機(jī)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸被中斷。由于在機(jī)動通信場景中執(zhí)行傳輸服務(wù)時終端不會自免上述情況影響數(shù)據(jù)流可靠路由方案的實驗結(jié)果。本節(jié)通過對 Mininet-W

圖 5.3 業(yè)務(wù)傳輸終端與其關(guān)聯(lián)交換機(jī)關(guān)聯(lián)性實驗為正在傳輸數(shù)據(jù)的終端與其接入的交換機(jī)節(jié)點關(guān)聯(lián)占空比對比圖inet-WiFi 移動終端關(guān)聯(lián)占空比在 0.6 到 0.963 之間，對動態(tài)移動明正在傳輸數(shù)據(jù)的移動終端節(jié)點與其接入交換節(jié)點始終關(guān)聯(lián)，保器交互接口擴(kuò)展通信場景中，GPS 定位功能幫助指揮部做出更合理的機(jī)動任務(wù)指準(zhǔn)性和安全性。在可靠路由管理方案中需要網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點的位置靠性進(jìn)行預(yù)測，論文擴(kuò)展了 Mininnet-wifi 與控制器交互接口通信施層通信節(jié)點的位置信息。應(yīng)用Mininet-wifi制器

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本文編號：2738268