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软件定义移动自组网技术及原型设计

王小威  
【摘要】:随着计算机技术的发展,移动终端设备日益小型化,移动自组网络(MANET)的应用领域也得到极大扩展,人们对MANET的灵活性提出了更高的要求。而以TCP/IP为核心的网络架构,其控制平面和转发平面的功能固化在网络设备中,阻碍了新型网络应用的快速设计与部署。软件定义网络(SDN)采用了控制与转发相分离的架构,并通过OpenFlow等协议实现网络的集中式控制。首先,论文分析了MANET的业务需求、SDN技术的主要特点以及OpenFlow关键技术,针对异构互通、路由灵活配置和业务的区分服务,提出了一种软件定义移动自组网(SDMANET)的技术方案,包括MANET网络层、网络操作系统(NOS)层和应用层,用于将MANET控制从转发平面分离并集中到控制节点。其次,论文分析了OpenFlow协议的功能需求,以及Android和Linux操作系统的差异性,在内核层面,通过无线接口启用、最优链路状态路由(OLSR)协议模块和路由表控制模块的跨系统重编,构建了OpenFlow转发节点的功能基础。论文给出了OpenFlow协议模块调用基础功能的软件接口定义和程序设计方法,采用Eclipse(版本Juno)开发了OpenFlow转发节点原型,可安装部署于Android智能手机或平板电脑。论文进一步基于PC/Ubuntu平台开发了SDMANET控制器软件,通过OpenFlow协议控制Android转发节点的路由转发和业务流调度,实现了SDMANET的NOS层。最后,论文针对OSLR协议、控制与转发节点的OpenFlow协议交互、接纳控制、差异性服务等六项功能,设计了测试用例和一个4节点的组网测试场景,综合运用wireshark分析软件、traceroute工具和自行设计的调测软件开展测试工作,给出了详细的实验测试过程和结果,验证了SDMANET原型系统的功能。


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