基于SDN的5G移动通信网络架构

移动互联业务的持续增长以及物联网等各类通信应用的广泛普及对移动通信系统的功能和性能提出了新的挑战.第5代(5G)移动通信系统基于对已有通信技术的融合及演进,引入新的无线传输及网络技术,将实现多种应用场景用户业务传输性能保障.软件定义网络(software defined networking,SDN)通过采用集中控制的新型网络架构,将传统数据转发设备的数据转发与逻辑控制功能进行分离,实现了数据层与控制层的解耦,从而可有效解决传统网络结构封闭僵化、数据传输转发性能高度受限、资源利用率低等问题,满足业务差异化需求、提升业务部署效率.近年来,5G网络架构采用SDN已成为业界及学术界共识,已有较多文献提出基于SDN的5G移动网络架构.在对5G应用场景、关键技术以及SDN技术进行概述的基础上,对基于SDN的5G网络架构相关研究进行详细阐述,并对未来研究方向进行了展望.     

基于SDN技术的大理学院校园网络设计研究

SDN的原理是将网络的控制平台和数据平台分离,由可编程控制器负责网络的数据转发策略。SDN的核心技术是OpenFlow。在SDN原理基础上,根据校园网的应用特点,设计了基于SDN技术的大理学院校园网的网络架构、拓扑、网络管理控制平台和虚拟化控制平台,分析了基于SDN的大理学院校园网的性能。     

基于CDN与SDN结合的多区域划分融合架构

为提高内容分发网络(content delivery network,CDN)分发管道的智能分配响应速度,文章提出了一种基于CDN和软件定义网络(software defined network,SDN)相结合的相关架构。该结构是将SDN的控制与转发分离架构和CDN网络结合,将CDN网络的转发平面与控制平面分离,将控制平面集中起来,并将SDN的控制平面划分区域管理,使得数据转发时的管道更加智能和迅速,区域划分则能让用户在管理上更加清晰明了,流量管道的转发上也更加透明。最后与传统CDN-SDN架构进行对比,结果表明该文所提出的架构比以往的架构在数据转发时管道智能选择以及连接方面有了一定的优化提升。     

软件定义网络的控制器研究综述

软件定义网络中控制层和数据层分离的工作模式为提高网络利用率提供了广阔的空间,作为其核心的控制器技术得到了研究者广泛关注。本文通过分析软件定义网络的典型架构,探讨了控制器在该架构中的核心作用,综述了控制器在可用性、性能、可扩展性及可靠性等方面的研究进展,认为在未来研究中应着重关注SDN基础网络服务功能抽象、SDN控制器性能优化以及将涌现出的新的安全可靠性等方面的问题。     

软件定义联网的建模与分析

软件定义联网（SDN）作为一项成功的数据中心的联网技术实践,已经成为工业界和学术界的一个研究热点.但SDN还存在一系列值得研究和澄清的技术问题,包括什么是SDN技术原理？SDN在哪些方面扩展了现有网络？SDN究竟有哪些潜在的应用价值？SDN对未来网络的发展有何影响？SDN是否可以真正推动现有网络的变革或演进？针对以上问题,采用统一建模语言（UML）建模方法,构建了SDN的系统模型和构件模型,描述SDN系统构成以及SDN内在的功能单元以及相互之间的关系,分析了SDN核心的控制面和数据面分离的原理,分析了单个逻辑SDN控制器的局限性;并得出结论：SDN仅在网络层实现了分组流控制与分组流转发的分离,并没有涉及到现有互联网或电信网其他功能层的控制与数据的分离,SDN有可能应用于所有基于分组流转发的网络应用,单一SDN逻辑控制器仅仅适用于IP网络城内分组流转发,无法适用于互联网和电信网现有控制结构;为了支持现有互联网或电信网的应用,需要进一步研究和扩展SDN相关技术.     

SDN：颠覆性的网络技术构架创新

相对于传统网络构架来说,软件定义网络(software-defined networking,SDN)是一种颠覆性的网络技术构架创新,这种网络架构打破了网络领域多年来的沉寂,逐渐成为各个专业领域的热门议题.从电信业(communicationtechnology,CT)和信息业(information technology,IT)的比较出发,对当今网络技术发展的瓶颈进行分析,描述了SDN 和网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)2种典型的标准网络架构,阐述了SDN作为网络重构技术的必要性,详细分析了其核心价值、面临的主要挑战以及应用场景,继而引申到产业链重构的机遇和挑战;阐述了对SDN战略层面的相关思考.     

SDN中一种基于网络的分布式移动管理方案

传统的分布式移动管理方案虽然能解决集中式移动管理方案的不足,但在移动结点发生切换时,仍然需要建立隧道,从而增加了网络开销.为了解决这一问题,利用软件定义网络(SDN)中控制平面与转发平面相分离的特点,在SDN架构下提出一种新的基于网络的分布式移动管理方案(NNDMM),该方案能充分发挥SDN的优点,同时不会给控制器造成额外的压力.建模分析表明:相对于传统的分布式移动管理方案,无论在信令费用上,还是包递送费用上,NNDMM方案都有明显的优势.     

探讨SDN流表的回溯式负载均衡技术应用与优化

SDN软件定义网络是新型的网络架构,体现出良好的转发与控制解耦、集中控制等特性,较好地解决流量不均衡分布而引发的热路径瓶颈问题,对于解决网络流量不均衡分布而引发的热路径问题有重要的作用。为此,本文重点探讨和研究基于SDN流表的回溯式负载均衡技术,构建基于SDN流表的回溯式负载均衡系统,提升网络路径负载均衡的适应性。     

软件定义网络中的快速移动性管理

软件定义网络(SDN)是未来互联网研究领域中的重要课题。该文首先测量和分析SDN中现有的移动性管理方案所面临的问题,包括用户移动过程中数据包时延大和网络控制开销大等;并以减少时延和降低控制开销为目标,设计一种快速移动性管理方案,该方案采用隧道和流表转发相结合的方式来实现移动性管理,减少数据平面与控制平面的交互。模拟实验表明:与SDN中现有的移动性管理方案相比,快速移动性管理方案使得终端移动过程中的数据包往返时延减少了10倍左右,SDN为移动用户而产生的控制开销降低了一半以上。     

一种基于SDN技术的星载交换系统组网架构

为了解决目前星载交换系统中路由交换技术的协议开销大、信令复杂、服务质量(QoS)保障能力弱等问题,提出一种基于软件定义网络(SDN)技术的星载交换系统组网架构,对卫星通信SDN控制器和星载SDN交换机的系统结构和功能模块进行了初步设计,实现了星载交换系统控制平面与转发平面的分离,为进一步开展相关研究打下了基础。通过实验仿真,分析比较了SDN星载交换系统和传统星载交换系统的系统负荷和路由收敛时间。结果表明,SDN星载交换系统在降低星载计算能力需求和有效提高拓扑结构稳定性上具有明显优势,可以有效减少传统星载交换系统的有效负荷,优化卫星信道资源利用率,提高卫星通信网络的QoS保障能力。     

基于SDN具有缓存感知的NDN节点拥塞控制策略

命名数据网(nameddatanetworking,NDN)作为一种新型的互联网架构,旨在应对日益增长的数据流量．然而,随着用户需求进一步增长,拥塞控制对于多路径传输的命名数据网仍然是一个具有挑战性的问题,亟需一种能够快速地检测网络拥塞和有效地管理网络资源的拥塞控制机制．针对这一问题,提出了一种基于软件定义网络技术的、具有缓存感知功能的命名数据网节点拥塞控制策略,称BCMCC．首先,介绍了BCMCC的新型网络架构．利用软件定义网络控制平面与数据平面解耦合技术,该架构将拥塞控制功能集中于SDN控制器中,以实现集中式节点拥塞控制、降低节点运行负荷的目的．其次,基于新型网络架构,研究了BCMCC的缓存感知算法和多路径选择拥塞控制算法．其中,缓存感知算法实现了网络缓存内容的感知以及缓存内容全局流行度的计算,能够利用命名数据网的节点缓存特性,降低缓存内容对拥塞控制的影响;多路径选择拥塞控制算法协同节点更新转发端口信息以实现流量迁移、智能化管理多路径容量,达到提高网络资源利用率、有效避免和缓解网络拥塞的目的．最后,在ndnSIM仿真平台进行BCMCC的性能测试．实验结果表明,BCMCC在丢包量、网...     

面向网络攻击态势的SDN虚拟蜜网

针对现有网络态势感知研究无法按需获取态势信息,不能根据网络攻击态势威胁情况对网络结构进行动态调整等问题,利用SDN对网络流量灵活控制的基本原理,并结合OpenDaylight控制器良好的扩展性和可管控性等性质,提出一种基于SDN的虚拟蜜网架构。通过构建SDN虚拟蜜网,实现了数据控制层与数据传输层的分离,解决了传统蜜网在网络态势获取方面存在的流量控制困难以及物理机部署不方便、动态调整部署复杂的问题。最后,利用Mininet平台搭建SDN虚拟蜜网进行仿真验证,实验结果表明SDN虚拟蜜网能够实现按需获取态势信息、动态调整网络结构等功能,从而减少网络攻击态势威胁。     

软件定义网络发展现状与分析

因特网的出现使世界上几乎所有的东西都能相互联系起来,从而诞生了数字化的社会,给人们的生活与交流带来极大的方便。然而传统的IP因特网结构不仅复杂而且难以管理,表现在根据预先定义好的策略来对网络进行配置是极其困难的。新型的基于控制与转发分离的软件定义网络(SDN)能够有效地改变这种状况。该新型网络能够使网络管理变得容易且还能更好地促进网络的演进。该文介绍了SDN的发展历史、特征及研究方向等,重点对SDN的体系结构、关键技术及应用进行了介绍。     

基于SDN的地震信息网络中DOS攻击研究

软件定义网络(SDN)近年来获得了巨大的发展势头。然而,在进行任何大规模部署之前,首先要了解这种新的网络架构所带来的安全问题。本文首先对基于SDN的地震信息网络架构进行分析,对其中潜在的安全性问题进行研究;随后,针对地震信息网络中,SDN控制器面临DOS攻击进行重点分析,介绍了两种SDN网络中常见的DOS攻击,并对基于SDN的地震信息网的抗DOS攻击防御方法进行探索;最后对基于SDN的地震信息网络安全方面未来的研究趋势进行展望。     

SDN数据中心网络基于流表项转换的流表调度优化

针对基于软件定义网络(SDN)架构的数据中心网络中,SDN交换机流表资源的有限性导致的流表溢出或控制器拥塞等问题,引入空闲流表资源代价的概念描述了网络资源的利用率,并分析了空闲流表资源量与重复下发的流表项数量之间的关系,提出了一个基于流表超时机制的流表调度策略,依据流表项生存时间和匹配计数来进行静态流表项和动态流表项之间的实时转换.在Fat-tree拓扑SDN数据中心网络仿真实验中,对该机制对流表资源优化的有效性进行了验证.     

网络实验床中的虚拟化技术研究综述

网络技术的研究和发展需要灵活、开放和便捷的测试环境,同时还要有充足的网络资源和计算能力来满足各种网络测试和研究的需求.虚拟化技术在网络实验床的应用有效的解决了上述问题,成为网络实验床领域的主要研究方向之一.网络实验床采用虚拟化技术进行实验资源管理,可以实现多实验的并发处理和隔离.首先介绍了网络实验床、虚拟化技术和SDN的概念,然后对传统网络虚拟化技术和SDN网络虚拟化分片技术进行了性能的分析,并且还对两类技术的特点从不同的维度进行了总结和归纳,重点分析了基于SDN网络的虚拟化分片机制,最后提出了未来网络实验床虚拟化技术发展的关键问题.     

一种媒体数据高效直播的NFV-SDN框架设计

Open Flow是软件定义网络(SDN)的核心协议,能实现网络系统控制与转发的分离,加速网络数据的传输。NFV作为SDN的一种实现思路,是解决媒体数据基于OTT传输的低延迟与可扩展性的可靠手段。本设计首先采用Flow Visor对传输网络进行虚拟网络层的构建,分析了一种满足Qo S需求的采用Open Flow协议与SDN控制器产生Flow-table实现数据快速传输的机制,最后给出一种用于媒体数据快速传输的NFV-SDN框架。实验结果表明提出的NFV-SDN框架能较大程度地缩短流媒体端到端传播的延迟时间,且减少跳点数与服务负载,提升了网络数据传输的流畅性。     

基于软件定义网络的MPLS TE和VPN网络实现方法

利用SDN网络可编程特性和全局网络资源抽象性,提出了一种基于Open Flow协议的软件定义MPLS流量工程TE和虚拟专用网VPN的实现方法.该方法使用传统标准MPLS的数据面和基于Open Flow协议的更加简单且可扩展的控制面,且在原型系统中验证了MPLS TE和VPN功能.原型验证结果也进一步说明了软件定义网络技术对于简化传统TCP/IP协议体系网络控制面和现有网络设备软件的复杂性均很有效果.     

基于Open vSwitch的SDN网络平台构建方法

针对软件定义网络实验环境问题,对SDN网络及其工作原理进行了分析,提出了一种在x86架构上基于Open v Switch的SDN网络平台的构建方法,降低了网络平台搭建的成本,测试了此网络架构下主机间、主机与因特网的连通性.测试结果表明:使用这种方法搭建SDN网络正确有效,为后续研究奠定了基础.     

基于联合多维动态Bloom过滤器的SDN多属性查找结构研究

软件定义网络(SDN)作为一种新型的网络架构,可以为核心网络及应用的创新提供良好的平台.作为SDN实现的关键技术Openflow在实际的应用中仍然存在一些技术瓶颈.本文提出一种联合多维动态Bloom过滤器(CMDDBF)查找结构来替代Openflow交换机中的三态内容寻址存储器(TCAM)来实现流表的转发和处理.CMDDBF解决了TCAM空间利用率低和价格昂贵的缺点,能够有效实现多字段数据的查找和处理操作,并根据流表的规模动态调整内存空间.实验表明:CMDDBF不仅可以有效实现多字段数据的查找,而且在降低误识率方面具有很好的性能.