基于SDN的EPC云内迁移的关键技术研究

摘要

演进分组核心（EPC，Evolved PacketCore）是由第三代合作伙伴（3GPP，the3rdGeneration Partnership Project）提出的标准化移动核心网络，用以部署4G服务，目前已经投入运营。然而，随着移动互联网应用规模的扩大，移动核心网络如何才能更加灵活，如何方便、快捷地顺应用户业务的变化，成为了新一代移动网络设计者的头等问题。软件定义网络（SDN，Software Defined Network）技术的出现为此带来了解决的手段，SDN通过控制平面和用户平面的分离，使得用户平面网络设备可以通用化，将该技术引入EPC，实现基于SDN的EPC网络架构，可以使网络具有更灵活的资源管理和网络控制能力，有利于网络的进一步演进。
　　论文研究了基于SDN的EPC网络架构的实现技术，主要研究该网络架构承载的建立、修改和删除。首先，论文描述了EPC网络的发展和演进，论述了EPC网络架构、承载的相关知识，并详细介绍了SDN的主要实现方案OpenFlow技术。然后，论文提出了基于SDN的EPC网络架构、接口协议、新增网络设备等迁移的关键技术，设计了北向接口API和相关信令流程。接着，论文设计并实现了控制平面SGW-C和PGW-C的原型系统，并提出使用支持OpenFlow的网络设备作为用户平面设备SGW-D和PGW-D。最后，论文介绍了该网络中控制平面SGW-C和PGW-C原型系统的测试用例、测试步骤和测试结果。
　　测试结果显示控制平面SGW-C和PGW-C基本实现了基于SDN的EPC网络架构中所需的功能，论文研究工作对于进一步研究网络的演进具有参考价值。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2研究内容

1.3组织结构

第二章 EPC与SDN概述

2.1 EPC概述

2.2 SDN概述

2.3基于SDN的EPC研究现状

2.4本章小结

第三章 基于SDN的EPC研究

3.1基于SDN的EPC总体概述

3.2电信级OpenFlow交换机和控制器的基本功能需求

3.3控制器北向接口API

3.4系统基本信令流程

3.5本章小结

第四章 基于SDN的EPC中的网元功能实体设计

4.1控制平面网元设计

4.2用户平面网元实现

4.3本章小结

第五章 控制平面原型系统的测试

5.1测试环境

5.2功能测试

5.3本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢