【摘要】：軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)具有集中控制和網(wǎng)絡(luò)可編程的優(yōu)點。采用SDN技術(shù)改造電力通信網(wǎng),對于建設(shè)智能電網(wǎng)具有重要意義。SDN控制器的位置和數(shù)量對網(wǎng)絡(luò)性能會產(chǎn)生很大影響,因此本文研究電力通信網(wǎng)SDN控制器部署問題。電力通信節(jié)點通常與電網(wǎng)站點高度重合。針對各個通信節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度存在差異性的情況,引入了節(jié)點重要度概念,計算了電力通信節(jié)點的重要程度,定義了SDN控制器部署可靠性評價的標(biāo)準(zhǔn)。將可靠性結(jié)合交換機(jī)與控制器之間的傳輸時延和控制器之間的同步時延,構(gòu)建了符合電力通信特征的SDN控制器部署數(shù)學(xué)模型�？紤]到網(wǎng)絡(luò)時延是電網(wǎng)中的最重要的因素,以控制器和交換機(jī)之間的傳輸時延作為單一的優(yōu)化目標(biāo),以IEEE30電力通信網(wǎng)絡(luò)為算例,比較分析了隨機(jī)算法、k-means算法、貪婪算法、k-center算法的時延性能。仿真結(jié)果表明:k-center算法具有最好的時延特性。在同時考慮傳輸時延、可靠性和控制器間的同步時延的情況下,本文采用和聲搜索算法對多控制器部署數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。再通過模糊決策的方法從求得的Pareto解集中選出最優(yōu)部署方案。以IEEE30電力通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥鳛樗憷?驗證了基于和聲搜索的多目標(biāo)控制器部署算法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN915.853;TM73
【圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文IEEE30節(jié)點測試系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2-6所示，包含了38條鏈路，在鏈路上依次標(biāo)注鏈路的編號和鏈路的長度。圖中的25號點中心，6號為匯聚節(jié)點，4，15，23為500kV變電站，其余的為220kV變電

信時延為4.49ms。第2次的輸出結(jié)果為控制器部署在節(jié)點25,節(jié)點10和節(jié)點15處，最大的通信時延為5.02ms。第3次的輸出結(jié)果為控制器在節(jié)點8，節(jié)點15和節(jié)點25處，最大的通信距離為5.02ms。圖3-2為應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)k-means算法劃分網(wǎng)絡(luò)的示意圖，畫虛線的為控制器所在的位置，相同顏色為控制器及其所控制的交換機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)k-means無法提供確定的控制器部署位置，只能從多次結(jié)果中選擇較優(yōu)解進(jìn)行控制器的部署，標(biāo)準(zhǔn)k-means的網(wǎng)絡(luò)性能通常采用運(yùn)行多次取平均值來進(jìn)行評價。本文通過將標(biāo)準(zhǔn)的k-means運(yùn)行100次，得到100個最大時延Si(i=1,2,…100)。再通過公式(3-4)計算出平均的最大時延約為

如圖所示在IEEE30電力通信拓?fù)渖线\(yùn)行random、k-means、greedy、IM-k-means和I-k-center五種算法所得到的最大時延結(jié)果，其中random和k-means取多次運(yùn)行后得到的最大時延的平均值，I-k-center和IM-k-means直接輸出最大時延的值。由圖3-3可知，隨著控制器數(shù)量的增加，五種算法的最大時延都在減小，這是因為控制器數(shù)量的增多，使得網(wǎng)絡(luò)被劃分為了多個小的控制域，控制器到交換機(jī)的通信距離減少了。以Internet2的34個城市級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點以及41條鏈路建議部署3+1個控制器參考，IEEE30節(jié)點電力通信網(wǎng)中若控制器數(shù)不超過4個，此時I-k-center在優(yōu)化最大時延方面整體上要優(yōu)于其它算法。圖3-3 不同控制器數(shù)量下的傳輸時延

【參考文獻(xiàn)】

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1 譚躍進(jìn);吳俊;鄧宏鐘;;復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點重要度評估的節(jié)點收縮方法[J];系統(tǒng)工程理論與實踐;2006年11期

本文編號：2756680