基于SDN的虛擬WLAN的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著國家“智慧城市”戰(zhàn)略計(jì)劃的提出，傳統(tǒng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從簡單的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)，發(fā)展到以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)為核心的，全面感知、泛在互聯(lián)與普適計(jì)算的全互聯(lián)、智能型網(wǎng)絡(luò)。而作為無線網(wǎng)絡(luò)中的典型代表，WLAN(Wireless Local Area Network，無線局域網(wǎng))以其具有接入速率高、架構(gòu)靈活、系統(tǒng)費(fèi)用低廉及可擴(kuò)展性較好等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛部署，將是構(gòu)建“智慧城市”不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。
　　然而，隨著用戶規(guī)模的不斷擴(kuò)

2、大，以及移動(dòng)數(shù)據(jù)的爆炸性增長，當(dāng)前的無線局域網(wǎng)架構(gòu)面臨著嚴(yán)重挑戰(zhàn)。首先，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中軟、硬件緊密相關(guān)，控制面與數(shù)據(jù)面緊耦合，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或需要升級時(shí)，運(yùn)營商只能更換設(shè)備，運(yùn)維成本高。其次，目前大規(guī)模部署的無線局域網(wǎng)一般采用集中式架構(gòu)，雖然能有效的對所有APs（Access Points，接入點(diǎn)）進(jìn)行集中管理，但缺乏統(tǒng)一的、靈活的控制接口。最后，當(dāng)前的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合是大勢所趨，而傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)架構(gòu)下，缺乏與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合的機(jī)制，這也阻礙

3、了無線局域網(wǎng)的發(fā)展。因此，當(dāng)前的無線局域網(wǎng)架構(gòu)需要改變，要從根本上解決擴(kuò)展升級困難、網(wǎng)絡(luò)融合困難的問題，以適應(yīng)目前高速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。
　　SDN（Software-defined Networking，軟件定義網(wǎng)絡(luò)）是當(dāng)前最為矚目網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有控制轉(zhuǎn)發(fā)分離，集中控制，以及網(wǎng)絡(luò)可編程的特點(diǎn)。受SDN技術(shù)的啟發(fā)，本文提出了虛擬資源鏈的概念，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了新型的SD-WLAN(Software-defined andVirtua

4、l WLAN，軟件定義與虛擬化的無線局域網(wǎng))。SD-WLAN由三層構(gòu)成，基礎(chǔ)設(shè)施層、網(wǎng)絡(luò)控制層和應(yīng)用層。首先，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制與轉(zhuǎn)發(fā)功能分離的，作為基礎(chǔ)設(shè)施層的主要設(shè)備，SD-APs（Software-defined Access Points，軟件定義的接入點(diǎn)）主要負(fù)責(zé)依據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制器的指令，進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。其次，網(wǎng)絡(luò)控制器擁有網(wǎng)絡(luò)全局視圖，可以對網(wǎng)絡(luò)中所有的資源（包括計(jì)算、存儲(chǔ)、無線資源）進(jìn)行抽象、封裝。最后，通過將網(wǎng)絡(luò)中的資源進(jìn)

5、行編排與進(jìn)一步封裝，并映射到北向接口中，即可構(gòu)成開放的虛擬資源鏈。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用只需要調(diào)取虛擬資源鏈接口，即可完成相應(yīng)的資源調(diào)度工作，從而更加便捷的管理網(wǎng)絡(luò)。
　　基于該架構(gòu)，本文采用通用的硬件設(shè)備和開放的標(biāo)準(zhǔn)接口，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了SD-WLAN實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)主要的特點(diǎn)是通過擴(kuò)展原有OpenFlow協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的抽象與集中管理，并且實(shí)現(xiàn)了無線局域網(wǎng)中有線無線設(shè)備的統(tǒng)一管理。另外，以實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上為基礎(chǔ)，通過調(diào)用網(wǎng)絡(luò)控制器中的虛擬資源鏈接