基于SDN的分布式EPC移动性管理技术研究

摘要

随着5G技术的发展，许多如VR，AR，车联网等对带宽需求高，延迟小的应用纷纷被提出，同时应用终端的普及带来的巨大流量都对传统的LTE/EPC网络结构提出了新的挑战。进一步也给传统IP网络的移动性管理技术带来了新的问题，从而推动了未来扁平化网络架构中移动性管理技术的研究。
　　基于SDN的分布式EPC网络架构是扁平化网络架构中研究最多的代表之一，对解决移动性管理问题具有架构上的优势。然而，针对基于SDN的分布式EPC架构的移动性管理研究才刚刚起步，尽管 IETF提出的分布式移动性管理(Distributed Mobility management，DMM)技术提供了相关的研究思路，但对其中许多关键问题的研究并不充分。因此本文针对基于SDN的分布式EPC移动性管理技术在网络边缘获取移动性服务场景中存在的主要问题，作了进一步研究。本文取得的主要研究成果如下：
　　(1)首先介绍了基于SDN的分布式EPC网络架构，然后结合分布式移动性管理的相关方法，对从网络边缘获取服务的移动性管理过程中主要的 PEGW(PDN Edge GateWay)切换流程进行了深入分析。并建立了切换准备、执行和完成各个阶段的延迟数学模型。
　　(2)在仿真实验的基础上论证了切换执行阶段延迟优化的必要性和可行性，提出了优化策略。优化策略包括两部分，一是将切换执行过程中数据准备的开始时刻提前到切换准备阶段进行，二是利用SDN的集中控制能力在PEGW采取复制转发方式来代替间接隧道的数据转发方式。
　　(3)进一步对基于SDN的分布式EPC移动性管理方案进行了详细设计和实现。最后，在NS3仿真平台对提出的方案进行了延迟测试实验，验证了优化策略的有效性。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究内容及章节安排

2 分布式EPC及移动性管理相关技术

2.1 EPC网络体系

2.2 SDN/NFV

2.3 DMM

2.4本章小结

3 基于SDN的分布式EPC移动性管理优化研究

3.1引言

3.2基于SDN的分布式EPC移动性管理问题描述

3.3 PEGW切换流程分析

3.4 PEGW切换延迟模型

3.5 PEGW切换延迟优化

3.6本章小结

4 基于SDN的分布式EPC移动性管理方案设计

4.1基本流程设计

4.2控制平面MC设计与实现

4.3数据平面PEGW设计与实现

4.4本章小结

5 仿真结果及分析

5.1仿真环境

5.2仿真拓扑和参数

5.3结果分析

5.4本章小结

6 总结和展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果