基于SDN的邊緣緩存技術(shù)研究與原型驗證.pdf

1、隨著車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、虛擬現(xiàn)實等新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的興起，邊緣無線網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)類型不斷增多。不同服務(wù)對時延的要求各不相同，從而給邊緣緩存技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。本論文基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)來構(gòu)建一種面向低時延的邊緣無線網(wǎng)絡(luò)緩存系統(tǒng)，旨在減少用戶的訪問時延和下載時延。其中，訪問時延是指用戶訪問存儲有所需內(nèi)容的節(jié)點需要花費的時間，該時延主要由內(nèi)容的存儲位置來決定；下載時延則表示內(nèi)容從緩存節(jié)點傳輸回用戶需要的時間，該時延主要由與用戶關(guān)聯(lián)的基站所能提

2、供的最大傳輸速率(即吞吐量)來決定。因此，本文主要圍繞用戶關(guān)聯(lián)和緩存決策兩個方面進行研究。
　　(1)基于負載均衡的關(guān)聯(lián)決策模型。傳統(tǒng)的基于RSSI的關(guān)聯(lián)決策，用戶僅從自身角度出發(fā)選擇基站進行關(guān)聯(lián)，并未考慮基站的負載以及網(wǎng)絡(luò)的整體性能，這無疑會降低網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)吞吐量，增加用戶的平均下載時延。因此，關(guān)聯(lián)決策不僅需要保證基站負載的相對均衡，還需要從無線網(wǎng)絡(luò)的整體出發(fā)，最大化系統(tǒng)吞吐量。基于該目標，本文提出了基于負載均衡的關(guān)聯(lián)決策模型。然

3、而，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，關(guān)聯(lián)決策模型的求解難度較大。為了降低求解難度，本文提出了基于KLA的關(guān)聯(lián)算法，即通過引入圖劃分來創(chuàng)建虛擬基站。因此，用戶首先需要接入虛擬基站，隨后在各個虛擬基站內(nèi)與具體的物理基站相關(guān)聯(lián)。
　　(2)基于網(wǎng)絡(luò)切片的緩存決策模型。邊緣無線網(wǎng)絡(luò)中通常存在多個服務(wù)提供商，不同服務(wù)提供商對訪問時延的要求各不相同。因此，緩存決策需要在保證不同服務(wù)提供商對訪問時延要求的同時，減少網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶的平均訪問時延，從而提高用戶體驗