空天地一體化網(wǎng)絡(luò)由天基網(wǎng)、空基網(wǎng)和地基網(wǎng)組成。研究空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對一個國家的民用、軍事、空間探索起到了非常重要的作用。然而,空天網(wǎng)絡(luò)存在著鏈路切換頻繁、資源受限、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議異構(gòu)和拓撲易變等問題,使得空天網(wǎng)絡(luò)很難進行控制,給網(wǎng)絡(luò)的擴展性,兼容性和可靠性帶來了更多的挑戰(zhàn)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）具有將控制平面與數(shù)據(jù)平面解耦、提供了開放的編程接口以及集中控制的特點使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠被靈活高效的管理和配置。本文將SDN的分層思想和多層空天網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。根據(jù)空天網(wǎng)絡(luò)的特征和SDN技術(shù)相結(jié)合研究了一種空天地SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并研究了基于該架構(gòu)的分布式控制器系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實現(xiàn)了靈活布網(wǎng),提高了網(wǎng)絡(luò)的可擴展性和資源利用率。使得空地能夠得到更好地管控。本論文主要工作和創(chuàng)新包括:（1）基于SDN技術(shù),本文研究了一種天地SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型,其中地面和GEO衛(wèi)星層為控制平面,LEO和MEO衛(wèi)星層為數(shù)據(jù)平面。針對空天網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間開銷大,衛(wèi)星節(jié)點負載受限的問題,提出了 GEO控制層采用層次型的架構(gòu)。主控制器具有網(wǎng)絡(luò)的全局信息,局部控制器只需要管理本區(qū)域內(nèi)的交換機,減少了與主控制器的頻繁交互。地面控... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－７層次型控制器架構(gòu)??Ｆｉｕｒｅ?２－７?Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??

機與全局控制器之間的交互，減輕了控制器的負載，提高了網(wǎng)絡(luò)性能和可擴展性。??２．２．２?ＳＤＮ多控制器扁平型部署方式研究??多控制器扁平控制方式如圖２－８。??圖２－８扁平型控制器架構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?２－８?Ｆｌａｔ?Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??扁平型的多控制器所有控制器都處于同一個層次，各個控制器所處的物理位??置不同，但邏輯上所有控制器都是全局控制器，管理全網(wǎng)的狀態(tài)信息。當網(wǎng)絡(luò)拓??撲變化時，所有控制器都會同步更新數(shù)據(jù)，交換機只需要改變映射到的控制器的??地址，不需要更多的更新操作。??Ｏｎｉｘ是第一個ＳＤＮ分布式控制器，它的核心部件是ＮＩＢ?（Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ??Ｂａｓｅ，網(wǎng)絡(luò)信息庫），層內(nèi)的控制器都有ＭＢ，多控制器信息的一致性都是通過更??新操作ＮＩＢ實現(xiàn)的。ＨｙｐｅｒＦｌｏｗ［１８］是一個基于ＯｐｅｎＦｌｏｗ的分布式控制平面。它??允許用戶部署多個控制器集群，同時這些控制器不受地理位置的限制。其中，一??個域內(nèi)有著多個控制器

究控制器間的負載均衡問題。??因此，研究空天地ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)的目標有：??（１）研究并設(shè)計天地ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將ＳＤＮ具有轉(zhuǎn)發(fā)與控制解耦、集中控??制的思想、開放可編程接口的特性運用到空天地網(wǎng)絡(luò)中，提高整個網(wǎng)絡(luò)的可擴展??性、可控性、開放性和可靠性。多層衛(wèi)星之間的通信可以通過ＩＳＬ（ＩｎｔｅｒＳａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｌｉｎｋ，??衛(wèi)星內(nèi)部鏈路）實現(xiàn)，減少地面站的轉(zhuǎn)發(fā)，即減少了因地面與衛(wèi)星較遠距離所帶??來的數(shù)據(jù)傳輸時延長的問題，提高了空天網(wǎng)絡(luò)的管控能力和網(wǎng)絡(luò)的可靠性；??（２）設(shè)計基于ＳＤＮ的空天地網(wǎng)絡(luò)分布式控制器的模塊�；谒岢龅模樱模�??網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對控制器模塊進行詳細設(shè)計，并進行實驗驗證其可行性。３．３節(jié)將詳細介??紹空天地ＳＤＮ控制器的部署和功能設(shè)計問題；??（３）針對多控制器的負載均衡問題。第四章將詳細介紹本文所設(shè)計的層次型??控制器的負載均衡機制。??針對空天地ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)所要達成的目標，設(shè)計的天地ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖３－１??所示。??

【參考文獻】：
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