S-PTN的转发策略和接口技术研究与实现

摘要

网络业务的不断发展，对网络性能要求越来越高；传统的网络架构略显臃肿，难以应对日益繁杂的业务需求。而SDN概念的提出打破了这种尴尬的局面，其核心思想是将网络数据的转发与控制充分的分离，并且解放转发设备，通过软件控制器实现对网络的集中管控。这种新型网络架构所带来的好处是将网络充分扁平化，通过集中控制可以掌握全网信息做出更全面且更有利的决策。但是站在运营商的角度，要实现将现有网络设备全部替换为SDN设备需要的费用与成本是其不可接收的。
　　因此，综合了SDN的先进理念与现有PTN网络而产生的S-PTN网络成为了运营商的新宠。S-PTN在原有EMS管理平台上引进了SDN控制器来管控全网，同时支持包括OpenFlow、Qx等多种南向协议，大大扩展了原有PTN网络的灵活性。由于控制器可以管控全网，本文结合着某通信企业的合作项目在控制器中实现了一种参考网络实时状态的转发策略系统。
　　为了完成该系统，本文首先对S-PTN技术体系、OpenFlow相关技术、OpenDaylight控制器、Mininet网络仿真平台进行了详细描述，并对其中的关键技术进行了深入分析。
　　接下来描述了参考网络实时状态的转发策略系统的设计过程，包括网络测量模块、转发策略模块以及北向接口的设计，并分模块介绍了各个部分的功能。除此之外，本文还深入研究了遗传算法与蚁群算法在OpenFlow流寻路中的应用，提出了一种遗传算法与蚁群算法的动态融合方法来实现数据流转发的策略。进而，以控制器插件的形式对参考网络实时状态的转发策略系统进行了实现。
　　然后，本文通过Mininet仿真平台搭建网络环境，基于不同的网络拓扑验证了参考网络实时状态的转发策略系统的有效性，并通过RESTClient工具对北向接口进行了测试，对实验和测试的结果进行了分析与总结。
　　最后，本文对所完成的工作进行了总结，提出了现有工作中的不足以及后续研究的方向。

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缩略词表

主要数学符号表

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题研究的目的及意义

1.3 相关的研究和发展状况

1.4 本文的主要研究内容

1.5 论文结构及内容安排

第二章 S-PTN网络技术概要

2.1 S-PTN技术体系

2.2 OpenFlow技术

2.3 S-PTN控制器OpenDaylight

2.4 网络仿真平台Mininet技术体系

2.5 本章小结

第三章 S-PTN转发策略与北向接口的设计

3.1 系统需求分析

3.2 系统总体框架设计

3.3 本章小节

第四章 S-PTN转发策略与北向接口的实现

4.1 网络测量模块

4.2 转发策略模块的实现

4.3 基于RESTCONF北向接口的实现

4.4 本章小结

第五章 实验仿真分析与接口测试

5.1 实验环境搭建

5.2 实验结果与数据分析

5.3 RESTCONF北向接口的测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文工作总结

6.2 后续研究方向

致谢

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

个人简历