iii可编程网络的发展

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1、中国科学技术大学软件学院移动云计算系统实验室www.mc2lab.com可编程无线网络架构文献综述DraftV0.92014年01月03日中国科学技术大学软件学院2013年网络程序设计课程全体同学翻译郭志鹏整理说明本文由JunaidQadir,NadeemAhmed,NaumanAhad的论文BuildingProgrammableWirelessNetworks:AnArchitecturalSurvey（2013）翻译整理而来，本文未经仔细校对修订请读者谅解，如有任何问题欢迎邮件（mengning@ustc.edu.cn）与我们交流

2、。第18页版权所有：版权归编者及相关原作者所有，盈利性机构使用本文须获得授权！中国科学技术大学软件学院移动云计算系统实验室www.mc2lab.com目录I.摘要2II.简介3III.可编程网络的发展4A.通用可编程网络的历史回顾4B.可编程无线网络的历史回顾9IV.可编程无线网的三个主导趋势11A.趋势一：软件定义无线网络（SWNs）12B.趋势二：认知无线网络（CWNS）13C.趋势三：虚拟化的无线网络（VWNs）14V.开放性研究与挑战15A.建立软件定义的认知无线网络15B.特定无线网络的API开发15C.整合无线与云计算技术1

3、6D.无线物联网16E.集中式与分布式模式的平衡16VI.总结17第18页版权所有：版权归编者及相关原作者所有，盈利性机构使用本文须获得授权！中国科学技术大学软件学院移动云计算系统实验室www.mc2lab.comI.摘要近年来,人们付出很多努力来改善僵化的网络架构,以维持足够的增长和创新。感到网络架构僵化的一个主要原因是网络缺乏像操作系统一样可编程的能力。这种情况部分由于历史上对于原始互联网设计的决策，设计强调通过在每个网络设备上同地协同数据层和控制层来分散网络操作。对于无线网络，这种情况没有什么区别，它导致了许多错综复杂的事物和大量

4、不兼容的无线技术。“可编程的无线网络”允许更大的灵活性，易于管理，有可配置性；它的出现是朝着克服无线网络中的上述缺点的正确方向迈出的一步。在本文中，我们对于在文献中提及的建立可编程的无线网络的架构提供了全面的概述，主要侧重于三种流行的技术，即：软件定义网络，认知无线电网络，虚拟化网络。这项调查是一个关于这些技术和应用的完备的教程。我们同时讨论构建下一代可编程无线网络的机遇和挑战，并确定开放性研究的议题和未来的研究方向。II.简介由于无线通信固有的便利性，无线网络变得越来越受欢迎。它们被无处不在地部署在无数网络环境，包括蜂窝移动网络，区域

5、或城域网（例如，通过WiMAX技术），本地甚至个人网络环境（例如，分别通过Wi-Fi和蓝牙技术）[1]。在未来，随着在需求和应用多样性方面对于无线网络应用的要求提升[2]，制定和实施灵活的支持体系的问题变得更加重要。虽然较新的无线技术已经以高产率在形成，但是无线网络的体系结构有很大程度上已经固定和难以发展。结构“僵化”的弊端并不是无线网络独有，更普遍出现于网络。在我们指出这种僵化的原因之前，我们在操作上定义数据层以线速度转发数据包是可靠的，控制层指出并且实例化数据层需要的转发状态。种种原因已经提供了互联网架构僵化的解释，例如：i）垂直整

6、合和数据层与控制层在节点一级的耦合，ii）缺乏控制层的抽象和模块化，最后，前面的两个原因造成；iii）缺乏作为一个整体的可编程的网络。这些相互关联的原因，一同阻碍了网络的增长和创新[3]。为了管理复杂的计算机系统，计算机科学家们早已认识到抽象概念的潜力。有人认为少数有用的抽象造成对互联网产业最强大的挑战[5]。由于缺乏基本的抽象，网络降低为一个没有任何架构基础的“过多的协议和工具”[5][6]。使用抽象类有三个主要好处:i)模块化，这使得通过提供通用功能的可重用模块来管理复杂的问题，ii)通过降低内部模块执行情况不可知的耦合分散关系，i

7、ii)创新，因为新的发展可以关注没有“重造整个车轮”而需要调整的模块[7]。分层模型通常被认为是计算机网络的一个极为成功的案例，在其应用的几十年里，原有互联网架构仍然保持着很好的持续可扩展性[6]。著名的OSI分层模型和TCP/IP的分层模型，由表示层子模块，通过明确定义的抽象接口进行交互。而数据层方面应用分层的概念，提供了一些有用的抽象，控制层方面虽然已经在一个特定的方式下开发诸多抽象，但是直到现在仍然缺乏好的可扩展的抽象[8]。为了发展可编程的无线网络，最重要的是能够实现对数据层和控制层两个方面的编程。不同于已有模式，只是将实现重点

8、放在其中一个方面。在本文中，我们将提供可编程的无线网络的统一的整体概述，并突出主要的观点和见解。传统意义上来说，网络设备特性已经提供了确定的“旋钮”第18页版权所有：版权归编者及相关原作者所有，盈利性机构使