本文選題：車聯(lián)網(wǎng) + SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))��； 參考：《華東師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN,Software Defined Networking)是最近幾年提出來的一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。SDN將網(wǎng)絡(luò)的控制平面分離到遠(yuǎn)程的控制器上,使得網(wǎng)絡(luò)管理人員可以集中地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理,并力圖解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的僵化問題。鑒于SDN的這些特性,本論文將其運(yùn)用于車聯(lián)網(wǎng)中,設(shè)計(jì)了一種基于SDN的車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu) SDVANET(Software Defined Vehicular Ad-hoc NETwork),使得車聯(lián)網(wǎng)能夠有效地被管理。同時(shí),本文還分析了傳統(tǒng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)確定性路由協(xié)議在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的不足之處,并為SDVANET設(shè)計(jì)了一種新的機(jī)會(huì)路由協(xié)議。該協(xié)議將車輛到基站的線路質(zhì)量、車輛的移動(dòng)速度等信息作為候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的選擇依據(jù)。另一方面,近幾年無人駕駛技術(shù)的發(fā)展,也大大增加了車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。通過云端海量數(shù)據(jù)的計(jì)算,車輛可以在不依靠人的情況下智能地做出駕駛決策。在這類場景中,因?yàn)檐囕v數(shù)據(jù)極大影響行車安全和道路安全,所以保證車輛的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量非常重要。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由于其本身設(shè)計(jì)的局限性導(dǎo)致無法充分利用整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源來保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆⻊?wù)質(zhì)量;雖然SDN架構(gòu)集中控制的特點(diǎn)使得其可以從全局的視角來對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行分配,但是現(xiàn)有SDN架構(gòu)下的QoS(Quality of Service)框架并沒有考慮到拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的頻繁移動(dòng)問題,因而不適用于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。基于上述背景,本文為SDVANET設(shè)計(jì)了一套新的QoS框架,包括OpenFlow網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)部分:在OpenFlow網(wǎng)絡(luò)部分,本文從資源監(jiān)控,數(shù)據(jù)流預(yù)測,路由調(diào)度等幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),并通過數(shù)據(jù)層面的計(jì)量表和端口隊(duì)列來實(shí)現(xiàn);而在無線網(wǎng)絡(luò)部分,本文從介質(zhì)訪問控制層,網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層設(shè)計(jì)了一套自下而上的QoS方案。最后,我們在NS3網(wǎng)絡(luò)模擬器上實(shí)現(xiàn)了 SDVANET以及相應(yīng)的QoS框架,并基于不同的場景進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了 SDVANET架構(gòu)的可行性和有效性。同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,即使在網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況下,高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包也能夠保持較低的平均時(shí)延和丟包率。
[Abstract]:SDN (Software Defined networking) is a new network architecture proposed in recent years. SDN separates the control plane of the network from the remote controller, which enables network managers to manage the network centrally. And try to solve the existing network ossification problem. In view of these characteristics of SDN, this paper applies it to vehicle networking, and designs a kind of SDN based vehicle networking architecture, SDVANET(Software Defined Vehicular Ad-hoc net workstation, so that the vehicle networking can be managed effectively. At the same time, this paper also analyzes the shortcomings of the traditional Ad Hoc network deterministic routing protocol under the environment of vehicle networking, and designs a new opportunistic routing protocol for SDVANET. In this protocol, the route quality and the moving speed of the vehicle to the base station are taken as the basis for the selection of the candidate forwarding nodes. On the other hand, the development of driverless technology in recent years has greatly increased the application scenarios of vehicle networking. By computing massive cloud data, vehicles can make driving decisions intelligently without relying on human beings. In this kind of scenario, it is very important to ensure the quality of vehicle data transmission because vehicle data greatly affect driving safety and road safety. Because of the limitation of its own design, the traditional network architecture can not make full use of the resources of the whole network to ensure the quality of service of the data transmission. Although the centralized control of SDN architecture enables it to allocate network resources from a global perspective, the existing QoS(Quality of Service framework under the SDN architecture does not take into account the frequent movement of topology nodes. Therefore, it is not suitable for vehicle networking environment. Based on the above background, this paper designs a new QoS framework for SDVANET, including two parts of OpenFlow network and wireless network: in the part of OpenFlow network, this paper designs it in detail from several aspects, such as resource monitoring, data flow prediction, routing scheduling and so on. In the wireless network part, we design a bottom-up QoS scheme from the media access control layer, network layer and application layer. Finally, we implement the SDVANET and the corresponding QoS framework on the NS3 network simulator, and carry out simulation experiments based on different scenarios to verify the feasibility and effectiveness of the SDVANET architecture. At the same time, the experimental results show that even in the case of network congestion, the high priority packets can maintain low average delay and packet loss rate.
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U495;TN929.5

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本文編號(hào)：1887846