發(fā)布時(shí)間：2017-08-29 18:44

  本文關(guān)鍵詞：基于SDN的異構(gòu)WSN路由協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：本學(xué)位論文的研究課題來源于國家自然科學(xué)基金“軟件定義傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重配置若干算法研究”(No.61471164)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN, Software-Defined Network)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中控制平面與數(shù)據(jù)平面的分離,為網(wǎng)絡(luò)的扁平化管控提供了解決方案。本文首先將SDN技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN, Wireless Sensor Network)相結(jié)合,定義了一種軟件定義傳感器網(wǎng)絡(luò)(SDSN, Software-Defined Sensor Network),它由SDSN節(jié)點(diǎn)、普通傳感器節(jié)點(diǎn)和集中式管控中心共同組成。然后,針對(duì)SDSN中路由協(xié)議可由集中式管控中心統(tǒng)一配置的特點(diǎn),提出了一種聯(lián)合資源控制的路由協(xié)議(JRCR, Joint Resource Control and Routing Protocol),并對(duì)所提協(xié)議進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明,JRCR協(xié)議能進(jìn)行全局最優(yōu)的路由計(jì)算,在保證原有業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量(QoS, Quality of Service)的同時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量。最后,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)SDSN路由協(xié)議的可行性進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所搭建的平臺(tái)能夠較好地利用SDSN節(jié)點(diǎn)的軟件重定義特性實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面的解耦,為軟件定義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展提供了參考。全文共分五章,安排如下。第一章介紹課題背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,綜述論文的主要工作。第二章總結(jié)經(jīng)典的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議,分析SDN基本架構(gòu)以及OpenFlow協(xié)議,并具體探討SDN在各種無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。第三章構(gòu)建SDSN網(wǎng)絡(luò)模型,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)聯(lián)合資源控制的路由協(xié)議,并利用次梯度法、凸優(yōu)化理論等對(duì)問題進(jìn)行最優(yōu)求解。第四章搭建SDSN路由實(shí)現(xiàn)平臺(tái),重點(diǎn)完成SDSN節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì),并進(jìn)行系統(tǒng)功能測(cè)試。第五章給出本學(xué)位論文的工作總結(jié)和下一步研究工作展望。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 軟件定義網(wǎng)絡(luò) 路由協(xié)議 OpenFlow 重配置
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 縮略語11-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 課題背景13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 主要工作及章節(jié)安排16-19
• 1.3.1 主要研究工作16
• 1.3.2 章節(jié)安排16-19
• 第2章 WSN路由協(xié)議與軟件定義無線網(wǎng)絡(luò)19-37
• 2.1 WSN路由協(xié)議19-21
• 2.1.1 WSN中路由協(xié)議特點(diǎn)19-20
• 2.1.2 WSN中典型路由協(xié)議20-21
• 2.2 SDN技術(shù)21-30
• 2.2.1 SDN基本架構(gòu)22-23
• 2.2.2 SDN控制器23-25
• 2.2.3 OpenFlow協(xié)議25-27
• 2.2.4 OpenFlow協(xié)議演進(jìn)27-30
• 2.3 基于軟件定義的無線網(wǎng)絡(luò)30-34
• 2.3.1 基于軟件定義的WLAN網(wǎng)絡(luò)31-32
• 2.3.2 基于軟件定義的蜂窩網(wǎng)絡(luò)32-33
• 2.3.3 基于軟件定義的多跳無線網(wǎng)絡(luò)33
• 2.3.4 機(jī)遇與挑戰(zhàn)33-34
• 2.4 基于軟件定義的傳感器網(wǎng)絡(luò)34-36
• 2.4.1 基于軟件定義的傳感器網(wǎng)絡(luò)模型34-35
• 2.4.2 基于軟件定義的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 SDSN中聯(lián)合資源控制的路由協(xié)議37-55
• 3.1 背景介紹37-38
• 3.2 系統(tǒng)模型38-40
• 3.2.1 SDSN系統(tǒng)組成38-40
• 3.2.2 SDSN路由模型40
• 3.3 SDSN中聯(lián)合資源控制的路由協(xié)議40-43
• 3.3.1 數(shù)學(xué)建模40-42
• 3.3.2 最小跳數(shù)路由發(fā)現(xiàn)過程42
• 3.3.3 最大化系統(tǒng)吞吐量42-43
• 3.4 最優(yōu)化功率及路由分配43-48
• 3.4.1 凸優(yōu)化與次梯度法43-44
• 3.4.2 最優(yōu)化問題求解44-47
• 3.4.3 聯(lián)合資源控制的路由協(xié)議工作機(jī)制47-48
• 3.5 仿真與分析48-53
• 3.5.1 仿真場(chǎng)景和參數(shù)48-50
• 3.5.2 仿真結(jié)果與分析50-53
• 3.6 本章小結(jié)53-55
• 第4章 SDSN路由協(xié)議平臺(tái)實(shí)現(xiàn)55-71
• 4.1 SDSN路由協(xié)議總體方案設(shè)計(jì)55-57
• 4.1.1 SDSN相關(guān)技術(shù)55-57
• 4.1.2 SDSN總體方案設(shè)計(jì)57
• 4.2 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)57-61
• 4.2.1 基于CC2530的傳感器節(jié)點(diǎn)57-60
• 4.2.2 SDSN新型節(jié)點(diǎn)60-61
• 4.3 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)61-64
• 4.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境61-62
• 4.3.2 傳感器節(jié)點(diǎn)編程62-63
• 4.3.3 SDSN節(jié)點(diǎn)重編程63-64
• 4.4 測(cè)試與分析64-70
• 4.4.1 SDSN節(jié)點(diǎn)空中下載測(cè)試64-67
• 4.4.2 SDSN路由協(xié)議測(cè)試與分析67-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第5章 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 研究工作總結(jié)71
• 5.2 后續(xù)工作展望71-73
• 致謝73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果79
• 1 學(xué)術(shù)論文79
• 2 專利79
• 3 參與的科研項(xiàng)目79

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