基于软件定义网络的无线局域网负载均衡研究

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1、分类号TP393.1密级公开UDC621.39学位论文编号D-10617-30852-(2016)-01125重庆邮电大学硕士学位论文中文题目基于软件定义网络的无线局域网负载均衡研究英文题目ResearchofLoadBalanceinWLANBasedonSoftwareDefinedNetworking学号S130131161姓名周亚峰学位类别工程硕士学科专业电子与通信工程指导教师李云教授完成日期2016年5月31日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着互联网的飞速发展和无线智能终端的不断普及，人们对无线局域网的要求越来越高，传统无线局域

2、网存在着诸如网络设备臃肿、协议复杂、架构不够灵活等问题，越来越难以适应网络规模的不断增长。近年来一种新兴的技术即软件定义网络（SoftwareDefinedNetworking,SDN）技术为解决传统无线局域网的问题提出了新的方案。与传统网络架构相比，软件定义网络具有控制与转发分离、可编程、集中化管理等特性，如何将软件定义网络技术应用于无线局域网成为近年来研究的热点。本文首先介绍了无线局域网技术，重点介绍常用协议、架构等，分析其存在的问题和不足，随后引入软件定义网络技术，分析了软件定义网络的架构和OpenFlow、控制器等关键技术，并简要介

3、绍了几种基于软件定义网络的典型无线局域网架构，接着阐述了几种典型的负载均衡方案。本文在第3章给出了一种基于软件定义网络的无线局域网架构，利用架构的特性，使有线交换网络和接入点具有一个统一的管理平面，实现了集中化管理。基于该架构，提出了一种无缝切换机制，将传统无线局域网中由终端负责的切换较交给控制器完成。随后，本文对物理层的交换机和AP、控制器层、应用层进行了设计，开发了一款桌面端网络管理应用，并搭建物理实验平台对架构的性能进行测试，通过与传统无线局域网架构的对比实验发现，本文架构在吞吐率、切换时延方面具有一定的优势。接下来，基于本文网络架构

4、提出了有线交换网络和无线接入层的负载均衡算法，其核心思想是利用OpenFlow对数据流的细颗粒度控制及控制器的全局视角，对网络链路及AP的负载进行监测，及时发现导致网络负载失衡的问题并做出调整，在调整过程中，综合分析各种影响网络性能的因素。通过编程将这两种算法进行实现并部署在控制器上，物理平台与Mininet仿真平台的实验表明，本文方案有效提高了系统吞吐量，降低了传输时延和丢包率。最后对论文所做的工作进行了总结，并给出了下一步的工作方向。关键词：无线局域网，软件定义网络，OpenFlow，网络架构，负载均衡III重庆邮电大学硕士学位论文Ab

5、stractAbstractWiththerapiddevelopmentoftheInternetandthegrowingpopularityofwirelessintelligentterminals,therequirementsofWLANareincreasinglyhigh.SincetraditionalWLANhasmanylimitations，suchascomplicatednetworkequipments,complexprotocols,inflexiblearchitecturesandsoon,itface

6、savarietyofproblemsandbecomesmoreandmoredifficulttomeetpeople'sneeds.Inrecentyears,anemergingtechnologycalledSoftwareDefinedNetworking(SDN)providesanewschemetosolvethoseproblemsintraditionalWLAN.Comparedwithtraditionalnetworkarchitectures,SDNhasmanynewcharacteristics,sucha

7、scontrolandforwardingseparation,programmable,centralizedmanagement,etc.Recently,howtoapplySDNintoWLANhasbecameahotresearchtopic.ThisthesisintroducesWLANtechnologywhichincludesnetworkarchitectureandcommonprotocols,andanalysesproblemsandshortcomingsintraditionalWLAN.Subseque

8、ntlythisthesisdescribesSDNtechnologyandanalyzesthekeyissuesofit,suchasarchitecture,OpenFl