IoT平臺中SDN控制器的設計與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2020-02-24 17:02
【摘要】:隨著信息時代科技的發(fā)展,人們對信息的需求量越來越大,也越來越細化。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)以信息為核心,旨在實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的相連。然而現(xiàn)有的IoT平臺多針對特殊應用,難以用于快速靈活地在新的領域開發(fā)和部署新的應用,同時也難以滿足用戶基于信息名稱請求所需信息。軟件定義網(wǎng)絡(Software-Defined Networking,SDN)中控制平面和數(shù)據(jù)平面分離的思想所帶來的網(wǎng)絡可編程性可以在很大程度上解決現(xiàn)有IoT平臺中面臨的問題,同時又能給現(xiàn)有的IoT帶來新的特性。目前,針對IoT平臺中引入SDN技術已經(jīng)有了一些研究,但是還沒有針對通用的IoT應用的實現(xiàn)方案。本文在項目組提出的基于SDN技術的IoT平臺上,設計和實現(xiàn)了平臺中的SDN控制器。論文的主要工作包括:1.收集IoT技術的相關資料,介紹了 IoT的基本概念和研究現(xiàn)狀,并總結了 IoT的特點;闡述了 SDN技術的原理和開源控制器的研究現(xiàn)狀,分析和總結了 SDN技術面臨的問題。2.歸納了基于SDN技術的IoT平臺的特點,分析和總結了 IoT平臺引入SDN技術的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)。3.設計IoT平臺中的SDN控制器。首先對IoT平臺中SDN控制器從功能結構和模塊上進行了需求分析,然后進行了總體設計,定義了路徑計算、IoT業(yè)務管理、路由和轉發(fā)等一系列接口,最后對其中涉及到的業(yè)務部署和管理、路徑庫、信息名稱庫、路徑計算、基于信息名稱的請求以及存儲服務做了詳細設計。4.對IoT平臺中的SDN控制器進行了原型實現(xiàn),并對IoT平臺和設計的SDN控制器的功能和性能進行了測試。
【圖文】:
數(shù)據(jù)分組主要包含源主機和目的主機的網(wǎng)絡地址,Internet建立在TCP/IP架構至上的,,那時的TCP/IP能很好地滿足這0年代至今,盡管設備性能上有了飛躍性的提高,傳輸?shù)牧魃淼募軜媴s并沒有什么突破性的變化,現(xiàn)在網(wǎng)絡還是主要發(fā)架構,很難滿足復雜的網(wǎng)絡要求。新的業(yè)務和功能只能通議,這樣使得原本簡單的網(wǎng)絡設備變得越來越復雜、臃腫,的封閉性,人們想要添加新的協(xié)議的行為在很大程度上又的背景下,亟需一種新型網(wǎng)絡技術架構來改善這種局面、加DN應運而生,并迅速成為了學術界和產(chǎn)業(yè)界強烈關注的焦控制分離、軟件可編程的新型網(wǎng)絡體系架構,其基本架構如采用了集中式的控制平面和分布式的轉發(fā)平面,兩個平面相用控制一轉發(fā)通信接口對轉發(fā)平面上的網(wǎng)絡設備進行集中式可編程能力,具備以上特點的網(wǎng)絡架構都可以被認為是一....邐一一 …'廣'.— ̄一 ̄:..H逡逑
2.2.2邋SDN基本原理和核心技術逡逑¥基本原理逡逑SDN是一種數(shù)據(jù)控制分離、軟件可編程的新型網(wǎng)絡體系架構,如上圖2-1逡逑所示,它的控制平面是集中式的,轉發(fā)平面是分布式,兩個平面相互分離。SDN逡逑架構中,控制平面通過控制-轉發(fā)通信接口對網(wǎng)絡設備進行集中式控制,這部分逡逑控制信令所產(chǎn)生的流量發(fā)生在控制器和網(wǎng)絡設備之間,和終端之間的通信流量相逡逑獨立,網(wǎng)絡設備接收來自控制器的控制信息,從而生成轉發(fā)表,根據(jù)轉發(fā)表處理逡逑數(shù)據(jù)流量,擺脫了復雜的分布式的網(wǎng)絡協(xié)議的束縛|19]。逡逑從上述的SDN基本原理中我們可以看出SDN技術具有三個顯著的特性:1.逡逑數(shù)據(jù)平面和控制平面相分離;2.網(wǎng)絡可編程;3.很強的開放性。下面對這三個特逡逑性進行詳細的分析和闡述。逡逑1.數(shù)據(jù)平面和控制平面分離。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡中,控制平面和數(shù)據(jù)平面在物理位逡逑置上是耦合的,控制功能分布式地運行在各個網(wǎng)絡節(jié)點比如交換機、路由器、逡逑Hub等
【學位授予單位】:北京郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TP391.44;TN929.5
【圖文】:
數(shù)據(jù)分組主要包含源主機和目的主機的網(wǎng)絡地址,Internet建立在TCP/IP架構至上的,,那時的TCP/IP能很好地滿足這0年代至今,盡管設備性能上有了飛躍性的提高,傳輸?shù)牧魃淼募軜媴s并沒有什么突破性的變化,現(xiàn)在網(wǎng)絡還是主要發(fā)架構,很難滿足復雜的網(wǎng)絡要求。新的業(yè)務和功能只能通議,這樣使得原本簡單的網(wǎng)絡設備變得越來越復雜、臃腫,的封閉性,人們想要添加新的協(xié)議的行為在很大程度上又的背景下,亟需一種新型網(wǎng)絡技術架構來改善這種局面、加DN應運而生,并迅速成為了學術界和產(chǎn)業(yè)界強烈關注的焦控制分離、軟件可編程的新型網(wǎng)絡體系架構,其基本架構如采用了集中式的控制平面和分布式的轉發(fā)平面,兩個平面相用控制一轉發(fā)通信接口對轉發(fā)平面上的網(wǎng)絡設備進行集中式可編程能力,具備以上特點的網(wǎng)絡架構都可以被認為是一....邐一一 …'廣'.— ̄一 ̄:..H逡逑
2.2.2邋SDN基本原理和核心技術逡逑¥基本原理逡逑SDN是一種數(shù)據(jù)控制分離、軟件可編程的新型網(wǎng)絡體系架構,如上圖2-1逡逑所示,它的控制平面是集中式的,轉發(fā)平面是分布式,兩個平面相互分離。SDN逡逑架構中,控制平面通過控制-轉發(fā)通信接口對網(wǎng)絡設備進行集中式控制,這部分逡逑控制信令所產(chǎn)生的流量發(fā)生在控制器和網(wǎng)絡設備之間,和終端之間的通信流量相逡逑獨立,網(wǎng)絡設備接收來自控制器的控制信息,從而生成轉發(fā)表,根據(jù)轉發(fā)表處理逡逑數(shù)據(jù)流量,擺脫了復雜的分布式的網(wǎng)絡協(xié)議的束縛|19]。逡逑從上述的SDN基本原理中我們可以看出SDN技術具有三個顯著的特性:1.逡逑數(shù)據(jù)平面和控制平面相分離;2.網(wǎng)絡可編程;3.很強的開放性。下面對這三個特逡逑性進行詳細的分析和闡述。逡逑1.數(shù)據(jù)平面和控制平面分離。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡中,控制平面和數(shù)據(jù)平面在物理位逡逑置上是耦合的,控制功能分布式地運行在各個網(wǎng)絡節(jié)點比如交換機、路由器、逡逑Hub等
【學位授予單位】:北京郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TP391.44;TN929.5
【參考文獻】
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1 查勇;;基于SDN的網(wǎng)絡架構在物聯(lián)網(wǎng)應用中的優(yōu)勢分析與研究[J];電子技術與軟件工程;2015年04期
2 張朝昆;崔勇;唐
本文編號:2582477
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