SDN-SAE架構(gòu)中的OpenFlow協(xié)議擴(kuò)展及SGW選擇算法.pdf

1、傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)SAE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將控制邏輯和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)合于同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，導(dǎo)致當(dāng)前架構(gòu)呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管控和架構(gòu)靈活性等方面的局限性。軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN將網(wǎng)絡(luò)控制功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能解耦，促使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)化為簡單的轉(zhuǎn)發(fā)部件，網(wǎng)絡(luò)控制功能被置于SDN控制器的上層并以軟件形式實(shí)現(xiàn)?？刂乒δ苘浖梢愿鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商或者用戶的不同需求而靈活差異化定制，從而增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的易管控性和提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。然而，SDN架構(gòu)尚不支持當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的GTP隧道處理，這是SDN

2、未能在LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際應(yīng)用的重要原因之一。我們可借助SDN的技術(shù)優(yōu)勢以優(yōu)化SAE網(wǎng)絡(luò)的功能實(shí)現(xiàn)，故SDN為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)帶來的挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。本文研究SDN-SAE架構(gòu)下的OpenFlow協(xié)議擴(kuò)展和服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)SGW兩個(gè)方面，以期為SDN技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際應(yīng)用提供借鑒。
　　本文簡要闡述選題背景以及相關(guān)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，概述LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和SDN技術(shù)的基本原理，并簡要分析利用SDN改進(jìn)LTE/SAE架構(gòu)的優(yōu)勢，

3、主要工作包括以下兩個(gè)方面：
　　(1)綜述SDN與LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)的融合方案。為解決SDN不支持基于GTP隧道傳輸用戶數(shù)據(jù)的問題，擴(kuò)展OpenFlowv1.5.1協(xié)議，使得網(wǎng)絡(luò)用戶面能夠利用OpenFlow協(xié)議從控制面獲取GTP參數(shù)并實(shí)現(xiàn)GTP隧道傳輸。本文還設(shè)計(jì)了SGW和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)PGW利用流表處理用戶GTP數(shù)據(jù)包的流程以及基于OpenFlow擴(kuò)展協(xié)議的承載管理流程。
　　(2)網(wǎng)元選擇是SAE網(wǎng)絡(luò)控制面的重要功能之一

4、。當(dāng)前對SAE網(wǎng)元選擇方案的研究關(guān)注點(diǎn)主要集中在網(wǎng)元本身，尤其集中在如何提高網(wǎng)元負(fù)載的均衡程度，但僅依據(jù)負(fù)載狀態(tài)選擇網(wǎng)元并不能為用戶提供可靠的服務(wù)質(zhì)量QoS保障。據(jù)此提出一種新型的SGW選擇算法NSSA，它適用于基于SDN的SAE網(wǎng)絡(luò)中。NSSA借助SDN網(wǎng)絡(luò)控制面具有全網(wǎng)視圖的優(yōu)勢，可綜合考慮SGW的實(shí)時(shí)負(fù)載狀態(tài)和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)SGW負(fù)載均衡和為用戶提供可保障QoS的業(yè)務(wù)傳輸路徑。此外，本文采用C/C++語言編程完成所提算法NS