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(duì)一個(gè)國(guó)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?fù)湟鬃兊葐?wèn)題,使得空天網(wǎng)絡(luò)很難進(jìn)行控制,給網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性,兼容性和可靠性帶來(lái)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(kāi)放的編程接口以及集中控制的特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了靈活布網(wǎng),提高了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)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(duì)空天網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間開(kāi)銷(xiāo)大,衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)負(fù)載受限的問(wèn)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(jī),減少了與主控制器的頻繁交互。地面控... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jī)與全局控制器之間的交互，減輕了控制器的負(fù)載，提高了網(wǎng)絡(luò)性能和可擴(kuò)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(gè)層次，各個(gè)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(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓??撲變化時(shí)，所有控制器都會(huì)同步更新數(shù)據(jù)，交換機(jī)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(gè)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(kù)），層內(nèi)的控制器都有ＭＢ，多控制器信息的一致性都是通過(guò)更??新操作ＮＩＢ實(shí)現(xiàn)的。ＨｙｐｅｒＦｌｏｗ［１８］是一個(gè)基于ＯｐｅｎＦｌｏｗ的分布式控制平面。它??允許用戶(hù)部署多個(gè)控制器集群，同時(shí)這些控制器不受地理位置的限制。其中，一??個(gè)域內(nèi)有著多個(gè)控制器

究控制器間的負(fù)載均衡問(wèn)題。??因此，研究空天地ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)有：??（１）研究并設(shè)計(jì)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(kāi)放可編程接口的特性運(yùn)用到空天地網(wǎng)絡(luò)中，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展??性、可控性、開(kāi)放性和可靠性。多層衛(wèi)星之間的通信可以通過(guò)ＩＳＬ（ＩｎｔｅｒＳａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｌｉｎｋ，??衛(wèi)星內(nèi)部鏈路）實(shí)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(yuǎn)距離所帶??來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延長(zhǎng)的問(wèn)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(jì)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(duì)控制器模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。３．３節(jié)將詳細(xì)介??紹空天地ＳＤＮ控制器的部署和功能設(shè)計(jì)問(wèn)題；??（３）針對(duì)多控制器的負(fù)載均衡問(wèn)題。第四章將詳細(xì)介紹本文所設(shè)計(jì)的層次型??控制器的負(fù)載均衡機(jī)制。??針對(duì)空天地ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)所要達(dá)成的目標(biāo)，設(shè)計(jì)的天地ＳＤＮ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖３－１??所示。??

【參考文獻(xiàn)】：
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