基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的海上網(wǎng)絡(luò)資源分配研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-09 02:26
自“智慧海事”提出以來(lái),海事信息管理系統(tǒng)向著自動(dòng)化與智能化方向飛速發(fā)展。然而,為海洋用戶(hù)提供可靠、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(Qualityof Service,QoS)卻成為了限制海上通信發(fā)展的瓶頸。在大量異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)共存的海洋環(huán)境中,傳統(tǒng)路由算法對(duì)于QoS的優(yōu)化目標(biāo)是單一的,并且需要反復(fù)建立模型、調(diào)整參數(shù),不能滿(mǎn)足大多數(shù)業(yè)務(wù)的QoS和在線(xiàn)信息獲取需求。在處理多目標(biāo)QoS優(yōu)化問(wèn)題(即時(shí)延,丟包率,能耗等),由于問(wèn)題的高復(fù)雜度使傳統(tǒng)方法無(wú)法有效解決。因此,本文在多目標(biāo)QoS約束下,針對(duì)海上無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的選路優(yōu)化問(wèn)題和資源高效分配問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)研究:(1)針對(duì)海上通信網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性,本文提出了一種軟件定義的海事通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該架構(gòu)集成空、天、地、海的網(wǎng)絡(luò)部署,并運(yùn)用軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)打破了開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)(Open System Interconnection,OSI)模型的垂直結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了控制與轉(zhuǎn)發(fā)的分離,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維管理過(guò)程。其次,通過(guò)其統(tǒng)一的Openflow標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中式調(diào)度,解決了海洋異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的通信問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)高效傳輸。(2)針對(duì)所提出...
【文章來(lái)源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1論文內(nèi)容框架??Fig.?1.1?Thesis?content?framework??
部署新服務(wù)。通過(guò)結(jié)合軟件定義和虛??擬化[54]的船岸通信、船船通信可以以直接編程的方式,控制抽象的底層基礎(chǔ)設(shè)施通信連??接,以提高效率和網(wǎng)絡(luò)管理的靈活性。??全局控制器??圖|圍??局部控制器1,?2,?3??FlowVisor??FlowVisor?y?FlowVisor??Jmm?Rwi?Rral?l&Si?warn??Openflow?Openflow?Openflow?Openflow?Openflow??交換機(jī)1?交換機(jī)2?交換機(jī)3?交換機(jī)4?交換機(jī)5??圖2.1基于OpenFlow的SDN工作原理??Fig.?2.1?Working?principle?of?SDN?based?on?OpenFlow??基于OpenFlow的SDN工作原理如圖2.1所示。其中,OpenFlow交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)??轉(zhuǎn)發(fā);FlowVisoi?對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化;控制器對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制,實(shí)現(xiàn)控制層的功能。??-12?-??
?大連海事大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???當(dāng)業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí),SDN全局控制器以集中式控制的方式將業(yè)務(wù)下發(fā)給局部控制器1,?2,??3。每個(gè)局部控制器再通過(guò)FlmvVisor?qū)ζ渌诰W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化,最終根據(jù)分配策略將業(yè)??務(wù)分配給對(duì)應(yīng)的OpenFlow交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)層的轉(zhuǎn)發(fā)。??2.2.?2?SDN架構(gòu)與接口協(xié)議??一、SDN架構(gòu)??應(yīng)用層??__麵,_??北向接口?I?API?I?API??控制層?*?善??gawi??SDN控纖件_??南向接口?|?Openflow標(biāo)準(zhǔn)??基礎(chǔ)設(shè)施層?暑??圖2.2軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)??Fig.?2.2?Software-defined?network?archkecture??l??SDN架構(gòu)最早由開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)(Open?Networking?Foundation,?ONF)組織提出,??受到學(xué)術(shù)界和商業(yè)界的廣泛認(rèn)可[55]。ONF提出的SDN的體系架構(gòu)共分三層,如圖2.2??所示。頂層為應(yīng)用層,包含各種不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)和應(yīng)用;中間的為控制層,主要負(fù)責(zé)處??理數(shù)據(jù)平面資源的編排,維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜖顟B(tài)信息等;最底層為基礎(chǔ)設(shè)施層,負(fù)責(zé)基于??流表的數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)發(fā)和狀態(tài)收集。??(1)應(yīng)用層:它提供各種類(lèi)型的應(yīng)用程序,如服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、負(fù)載均衡等,??通過(guò)API?(應(yīng)用程序編程接口)與控制層進(jìn)行通信。??(2)控制層:SDN控制器是軟件定義網(wǎng)絡(luò)的骨干,負(fù)責(zé)管理全局網(wǎng)絡(luò),并提供用??于實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的API?刂茖邮牵樱模慰刂破鞴芾砭W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),可以按需靈??活選擇不同的控制器。在此層,控制器包含許多業(yè)務(wù)邏輯,用于獲取和維護(hù)各種類(lèi)型的??-13-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于流量工程的軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制資源優(yōu)化機(jī)制[J]. 胡宇翔,李子勇,胡宗魁,胡濤. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]海事五代衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 張華沖,韓星,謝華軍,楊松. 無(wú)線(xiàn)電工程. 2019(11)
[3]無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 王乃祥. 電子世界. 2019(16)
[4]基于VDES的空天地海通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 胡旭,林彬,王珍. 移動(dòng)通信. 2019(05)
[5]智能航保 引領(lǐng)未來(lái)新潮流[J]. 中國(guó)海事. 2018(12)
[6]海上無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)展望[J]. 段建麗,林彬,王瑩,何榮希. 電訊技術(shù). 2018(08)
[7]近海TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化方法與應(yīng)用[J]. 藍(lán)俊鋒,牛沖麗,余國(guó)輝. 電信科學(xué). 2018(06)
[8]基于Ad Hoc移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模型的海上DTN建模與性能分析[J]. 石堯,李暉,杜文才,李發(fā)彬. 計(jì)算機(jī)工程. 2018(03)
[9]NAVDAT系統(tǒng)在艦船航海保障中的應(yīng)用探究[J]. 雷波,劉文,彭漢國(guó),張淵博,楊偉,董曉峰. 通信技術(shù). 2018(02)
[10]海洋通信的發(fā)展現(xiàn)狀與時(shí)代挑戰(zhàn)[J]. 夏明華,朱又敏,陳二虎,邢成文,楊婷婷,溫文坤. 中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2017(06)
碩士論文
[1]基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的MEC計(jì)算卸載和資源分配研究[D]. 程百川.北京郵電大學(xué) 2019
[2]利用機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)資源分配的研究[D]. 李彥君.電子科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3024891
【文章來(lái)源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1論文內(nèi)容框架??Fig.?1.1?Thesis?content?framework??
部署新服務(wù)。通過(guò)結(jié)合軟件定義和虛??擬化[54]的船岸通信、船船通信可以以直接編程的方式,控制抽象的底層基礎(chǔ)設(shè)施通信連??接,以提高效率和網(wǎng)絡(luò)管理的靈活性。??全局控制器??圖|圍??局部控制器1,?2,?3??FlowVisor??FlowVisor?y?FlowVisor??Jmm?Rwi?Rral?l&Si?warn??Openflow?Openflow?Openflow?Openflow?Openflow??交換機(jī)1?交換機(jī)2?交換機(jī)3?交換機(jī)4?交換機(jī)5??圖2.1基于OpenFlow的SDN工作原理??Fig.?2.1?Working?principle?of?SDN?based?on?OpenFlow??基于OpenFlow的SDN工作原理如圖2.1所示。其中,OpenFlow交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)??轉(zhuǎn)發(fā);FlowVisoi?對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化;控制器對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制,實(shí)現(xiàn)控制層的功能。??-12?-??
?大連海事大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???當(dāng)業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí),SDN全局控制器以集中式控制的方式將業(yè)務(wù)下發(fā)給局部控制器1,?2,??3。每個(gè)局部控制器再通過(guò)FlmvVisor?qū)ζ渌诰W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化,最終根據(jù)分配策略將業(yè)??務(wù)分配給對(duì)應(yīng)的OpenFlow交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)層的轉(zhuǎn)發(fā)。??2.2.?2?SDN架構(gòu)與接口協(xié)議??一、SDN架構(gòu)??應(yīng)用層??__麵,_??北向接口?I?API?I?API??控制層?*?善??gawi??SDN控纖件_??南向接口?|?Openflow標(biāo)準(zhǔn)??基礎(chǔ)設(shè)施層?暑??圖2.2軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)??Fig.?2.2?Software-defined?network?archkecture??l??SDN架構(gòu)最早由開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)(Open?Networking?Foundation,?ONF)組織提出,??受到學(xué)術(shù)界和商業(yè)界的廣泛認(rèn)可[55]。ONF提出的SDN的體系架構(gòu)共分三層,如圖2.2??所示。頂層為應(yīng)用層,包含各種不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)和應(yīng)用;中間的為控制層,主要負(fù)責(zé)處??理數(shù)據(jù)平面資源的編排,維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜖顟B(tài)信息等;最底層為基礎(chǔ)設(shè)施層,負(fù)責(zé)基于??流表的數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)發(fā)和狀態(tài)收集。??(1)應(yīng)用層:它提供各種類(lèi)型的應(yīng)用程序,如服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、負(fù)載均衡等,??通過(guò)API?(應(yīng)用程序編程接口)與控制層進(jìn)行通信。??(2)控制層:SDN控制器是軟件定義網(wǎng)絡(luò)的骨干,負(fù)責(zé)管理全局網(wǎng)絡(luò),并提供用??于實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的API?刂茖邮牵樱模慰刂破鞴芾砭W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),可以按需靈??活選擇不同的控制器。在此層,控制器包含許多業(yè)務(wù)邏輯,用于獲取和維護(hù)各種類(lèi)型的??-13-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于流量工程的軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制資源優(yōu)化機(jī)制[J]. 胡宇翔,李子勇,胡宗魁,胡濤. 電子與信息學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]海事五代衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 張華沖,韓星,謝華軍,楊松. 無(wú)線(xiàn)電工程. 2019(11)
[3]無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 王乃祥. 電子世界. 2019(16)
[4]基于VDES的空天地海通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 胡旭,林彬,王珍. 移動(dòng)通信. 2019(05)
[5]智能航保 引領(lǐng)未來(lái)新潮流[J]. 中國(guó)海事. 2018(12)
[6]海上無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)展望[J]. 段建麗,林彬,王瑩,何榮希. 電訊技術(shù). 2018(08)
[7]近海TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化方法與應(yīng)用[J]. 藍(lán)俊鋒,牛沖麗,余國(guó)輝. 電信科學(xué). 2018(06)
[8]基于Ad Hoc移動(dòng)節(jié)點(diǎn)模型的海上DTN建模與性能分析[J]. 石堯,李暉,杜文才,李發(fā)彬. 計(jì)算機(jī)工程. 2018(03)
[9]NAVDAT系統(tǒng)在艦船航海保障中的應(yīng)用探究[J]. 雷波,劉文,彭漢國(guó),張淵博,楊偉,董曉峰. 通信技術(shù). 2018(02)
[10]海洋通信的發(fā)展現(xiàn)狀與時(shí)代挑戰(zhàn)[J]. 夏明華,朱又敏,陳二虎,邢成文,楊婷婷,溫文坤. 中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2017(06)
碩士論文
[1]基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的MEC計(jì)算卸載和資源分配研究[D]. 程百川.北京郵電大學(xué) 2019
[2]利用機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)資源分配的研究[D]. 李彥君.電子科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3024891
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