發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 03:01

【摘要】：隨著云網(wǎng)協(xié)同、霧計(jì)算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等概念的提出,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和流量將快速的增長(zhǎng),大量設(shè)備可隨時(shí)隨地與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。寬帶網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也將從60多億人的連接增加到600多億物的連接。運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)旨在支撐寬帶、視頻業(yè)務(wù),同時(shí)也需要隨業(yè)務(wù)需求的變化及應(yīng)用更新升級(jí)而不斷演進(jìn)。高帶寬、低時(shí)延、多連接、采用云化方式對(duì)外提供服務(wù),用戶(hù)端移動(dòng)性、服務(wù)器端云化和數(shù)據(jù)海量化逐漸成為發(fā)展趨勢(shì),這就導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)在不斷擴(kuò)大覆蓋范圍,增強(qiáng)帶寬接入能力的同時(shí),也要考慮未來(lái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方式的轉(zhuǎn)變。軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN由此而誕生,它不僅僅是一種技術(shù),更是一種理念和思想。本文首先介紹了軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN的起源發(fā)展和國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商針對(duì)SDN的演進(jìn)發(fā)展要求,運(yùn)營(yíng)商相繼發(fā)布了新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)白皮書(shū),旨在推動(dòng)運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn),以迎接物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)。本文重點(diǎn)分析了當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、業(yè)務(wù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題,隨著智能化設(shè)備的大規(guī)模接入網(wǎng)絡(luò),Session會(huì)話(huà)連接數(shù)的大幅度增加、網(wǎng)絡(luò)狀況的動(dòng)態(tài)變化、IP協(xié)議的交互,導(dǎo)致IP城域網(wǎng)中路由器、交換機(jī)CPU計(jì)算處理能力成為瓶頸;隨著固網(wǎng)以及5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署試點(diǎn),IP城域網(wǎng)中BRAS設(shè)備愈發(fā)龐大,且獨(dú)立部署、無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源共享;隨著增值業(yè)務(wù)的部署以及多種業(yè)務(wù)的疊加開(kāi)展,業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)響應(yīng)周期長(zhǎng)、能力弱,無(wú)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能化控制。本文結(jié)合軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN技術(shù)特點(diǎn)以及SDN控制器、SDN交換機(jī)、OpenFlow、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo),同時(shí)根據(jù)運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)模型及流量分析,設(shè)計(jì)了符合運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)發(fā)展的軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN方案,通過(guò)將路由器、交換機(jī)中管理和控制平面分離至基于X86架構(gòu)的虛擬化云資源池,用于各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的管理控制、策略下發(fā)、流程調(diào)度、路由選擇等,同時(shí)采用VM虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源共享,采用SDN控制器及北向接口實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度開(kāi)展,用戶(hù)自主隨選套餐。轉(zhuǎn)發(fā)平面依舊由路由器、交換機(jī)來(lái)承接,用于在IP城域網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)包信息的路由轉(zhuǎn)發(fā)。最后,通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置以及性能指標(biāo)的測(cè)試分析,驗(yàn)證軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN部署的可行性。本文的研究有助于運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),具有指導(dǎo)工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施的意義。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.1
【圖文】：

圖 1.1 新型 IP 城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖層次化邏輯架構(gòu)：轉(zhuǎn)發(fā)、控制、編排層次化的邏輯架構(gòu)；控制層南向接口采用Openflow[6]；控制層北向接口采用 API。城域兩級(jí)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)：城域數(shù)據(jù)中心由城域核心數(shù)據(jù)中心與城域邊緣節(jié)點(diǎn)組成；城域邊緣節(jié)點(diǎn)可由匯聚機(jī)房改造而成；城域邊緣節(jié)點(diǎn)與城域核心數(shù)據(jù)中心之間通過(guò)SDN 形成虛擬數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)資源共享，并面向客戶(hù)提供業(yè)務(wù)體驗(yàn)?zāi)芰�。轉(zhuǎn)發(fā)面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)面向數(shù)據(jù)中心：城域網(wǎng)邊緣分布式轉(zhuǎn)發(fā)平面根據(jù)用戶(hù)/業(yè)務(wù)分流到城域網(wǎng)邊緣節(jié)點(diǎn)/數(shù)據(jù)中心；引入 OpenFlow 技術(shù)，關(guān)注端到云的業(yè)務(wù)通道[7]，傳統(tǒng)城域網(wǎng) BRAS 及 CR 作為底層網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。1.3 課題的研究意義本課題為了解決網(wǎng)絡(luò)功能軟硬件之間的緊密耦合，硬件資源和虛擬資源獨(dú)立運(yùn)行，不能實(shí)現(xiàn)資源共享等問(wèn)題，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)速度、可靠性、能效以及安全性。本課題基本思想是將復(fù)雜的控制邏輯從交換機(jī)/路由器等設(shè)備中分離開(kāi)來(lái)，通過(guò)軟件定義的方式

圖 2.1 IP 城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖2.1 所示，IP 城域網(wǎng)分為三層：包括核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)控制層和匯聚層。20 臺(tái) CR 路由器作為各地市核心出口設(shè)備，用于匯聚轉(zhuǎn)發(fā)路由；業(yè)務(wù) BRAS/MSE 用于寬帶認(rèn)證、公私網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換等；匯聚層包括 92 臺(tái)匯T 的匯聚接入；附屬周邊網(wǎng)絡(luò)包括 IDC 網(wǎng)絡(luò)、天翼高清網(wǎng)絡(luò)以及 DPI、維支撐系統(tǒng)。營(yíng)商 IP 城域網(wǎng)接入的用戶(hù)群體包括家庭寬帶用戶(hù)、IPTV 用戶(hù)、政企其中家庭寬帶用戶(hù)通過(guò)接入網(wǎng) PON 網(wǎng)絡(luò)--IP 城域網(wǎng)--骨干網(wǎng)/IDC 網(wǎng)IPTV 用戶(hù)通過(guò)接入網(wǎng) PON 網(wǎng)絡(luò)--IP 城域網(wǎng)--IPTV 區(qū)域邊緣節(jié)點(diǎn) CDN 獲取直播、點(diǎn)播等視頻資源；政企客戶(hù)/LTE 通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)--IPRAN 網(wǎng)網(wǎng)/IDC 網(wǎng)絡(luò)獲取網(wǎng)絡(luò)資源。問(wèn)題分析運(yùn)營(yíng)環(huán)境已逐漸開(kāi)放，運(yùn)營(yíng)商之間也形成了激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。用戶(hù)

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本文編號(hào)：2731247