移動終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network，SDN)領(lǐng)域，是一種基于SDN的移動終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，尤其涉及一種移動終端與控制器之間通信的機制。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量猛增，相繼產(chǎn)生多種多樣的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)顯示出復(fù)雜、低效和封閉的缺點，SDN技術(shù)在這種大背景下應(yīng)運而生。SDN是由美國斯坦福大學(xué)clean slate研究組提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，它的設(shè)計理念是將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面進行分離，從而通過集中的控制器中的軟件平臺去實現(xiàn)可編程化控制底層硬件，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源靈活的按需調(diào)配。在SDN網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只負責(zé)單純的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可以采用通用的硬件;而原來負責(zé)控制的操作系統(tǒng)將提煉為獨立的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，負責(zé)對不同業(yè)務(wù)特性進行適配，而且網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)特性以及硬件設(shè)備之間的通信都可以通過編程實現(xiàn)。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，SDN將網(wǎng)絡(luò)控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，采用集中控制替代原有分布式控制，并通過開放和可編程接口實現(xiàn)“軟件定義”，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)虛擬化、IT化以及軟件化，是一項全局性、顛覆性的技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進產(chǎn)生了深遠的影響。
[0003]在眾多的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式中，由于無線設(shè)備使用體現(xiàn)出極大的便捷性，無線網(wǎng)絡(luò)用戶比重越來越大。隨著智能手機的普及，移動業(yè)務(wù)呈現(xiàn)從以語音/短信業(yè)務(wù)為主的模式向以移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為主的模式的發(fā)展趨勢。而且移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)增長迅速，移動互聯(lián)網(wǎng)占全球互聯(lián)網(wǎng)流量的比例年增1.5倍，瀏覽、搜索、購物等業(yè)務(wù)逐步從個人電腦(PC)轉(zhuǎn)向手機。因此，將SDN擴展到無線和移動網(wǎng)絡(luò)得到越來越多的關(guān)注?；赟DN的集中式控制無線接入點，可以實現(xiàn)最優(yōu)的信道分配，一致的用戶認證以及通過設(shè)置功率避免干擾。與分布式無線網(wǎng)絡(luò)不同，控制器具有全局網(wǎng)絡(luò)試圖可帶來更好的一致性。移動用戶可以在不同的接入點間漫游，而不需要改變IP地址，移動用戶也可以在不同的無線技術(shù)，如第三代移動通信技術(shù)(31(1-66116瓜1:;[011，36)、LTE、無線保真(WIreless-FIdelity ,WiFi)等之間切換。如何管理眾多的無線用戶、如何提高無線資源的使用效率、如何靈活地更改某些接入設(shè)備上的應(yīng)用等成為了炙手可熱的研究課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在公開一種新的面向智能終端的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，兼容基于SDN思想的移動和無線的無棧(Not Only Stack,NO Stack)網(wǎng)絡(luò)側(cè)架構(gòu)，提出移動終端的協(xié)議架構(gòu)，從下到上包括虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層，使得智能終端可接入到多個接入點，或根據(jù)需要選擇最優(yōu)的接入點，以實現(xiàn)無縫、高速、無損、低資費和低功耗的通信。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，移動終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN的3層架構(gòu)，3層架構(gòu)為虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層；
[0005]最下層由是虛擬化的系統(tǒng)資源層，把現(xiàn)有的移動終端協(xié)議棧每層封裝為單獨的模塊，模塊通過流表來進行配置，模塊按照需要添加或者修改；
[0006]中間層是移動終端的操作系統(tǒng)，該層中運行控制器，控制器包括本地控制器和遠程控制器，其中本地控制器運行在移動端，只負責(zé)對移動端的控制。遠程控制器運行在云端，是整個網(wǎng)絡(luò)的全局控制器，負責(zé)對整個網(wǎng)絡(luò)集中控制。無論是本地控制器還是遠程控制器，都使用統(tǒng)一的接口跟下層交互；
[0007]最上層是應(yīng)用層，這些應(yīng)用是普通的移動端應(yīng)用，只跟本地控制器之間存在AP1.
[0008]移動終端跟全局控制器間都使用相同的接口，移動終端跟全局控制器之間沒有直接的物理通信鏈路，數(shù)據(jù)的傳輸必須通過eNode B進行轉(zhuǎn)發(fā)，移動終端具備速度、方向?qū)傩浴?br>[0009]每個應(yīng)用的具體執(zhí)行是通過控制器來完成的，當移動終端的應(yīng)用產(chǎn)生某些業(yè)務(wù)需求，本地控制器發(fā)送請求至遠程控制器，由遠程控制器按需求及網(wǎng)絡(luò)狀況對移動終端流表進行部分配置，本地控制器對其余部分進行配置。因此移動終端是由本地控制器和遠程控制器協(xié)同控制的;控制器能發(fā)送具有規(guī)定格式的消息，其中攜帶的信息用于更新流表，每個流表對應(yīng)一個模塊。
[0010]本發(fā)明的特點及有益效果是:
[0011]本發(fā)明使得智能終端可接入到多個接入點，或根據(jù)需要選擇最優(yōu)的接入點，以實現(xiàn)無縫、高速、無損、低資費和低功耗的通信。運用SDN的思想，使移動端同樣具備靈活性和可擴展性。
【附圖說明】
:
[0012]圖1基于SDN的移動終端協(xié)議架構(gòu)示意圖。
[0013]圖2移動終端功能示意圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:應(yīng)用SDN的思想，設(shè)計能匹配基于SDN的移動和無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，兼容基于SDN思想的移動和無線的無棧(Not Only Stack,NO Stack)網(wǎng)絡(luò)側(cè)架構(gòu)，提出了移動終端基于SDN的三層協(xié)議架構(gòu)，包括虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層。以及基于本發(fā)明的協(xié)議架構(gòu)，提出了一種移動終端與控制器之間通信的機制。
[0015]移動終端采用SDN中的3層架構(gòu)，包括虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層。如圖1所示。
[0016]最下層由是虛擬化的系統(tǒng)資源層。把現(xiàn)有的移動終端協(xié)議棧每層封裝為單獨的模塊，模塊通過流表來進行配置，模塊可以按照需要添加或者修改，因此具有靈活性和可擴展性。
[0017]中間層是移動終端的操作系統(tǒng)，該層中運行控制器，控制器包括本地控制器(Local Controller)和遠程控制器(Remote Controller)。其中本地控制器運行在移動端，只負責(zé)對移動端的控制。遠程控制器運行在云端，是整個網(wǎng)絡(luò)的全局控制器，負責(zé)對整個網(wǎng)絡(luò)集中控制。無論是本地控制器還是遠程控制器，都使用統(tǒng)一的接口跟下層交互。
[0018]最上層是應(yīng)用層，這些應(yīng)用是普通的移動端應(yīng)用，只跟本地控制器之間存在API;
[0019]當移動終端的應(yīng)用產(chǎn)生某些業(yè)務(wù)需求，本地控制器發(fā)送請求至遠程控制器，由遠程控制器按需求及網(wǎng)絡(luò)狀況對移動終端流表進行部分配置，本地控制器對其余部分進行配置。因此移動終端是由本地控制器和遠程控制器協(xié)同控制的。
[0020]圖2說明移動終端在整個網(wǎng)絡(luò)中的位置。如圖2所示，移動終端的地位類似于eNodeB，跟eNodeB不同的是，移動終端跟全局控制器之間沒有直接的物理通信鏈路，所以數(shù)據(jù)的傳輸必須通過eNodeB轉(zhuǎn)發(fā)，移動終端與eNodeB之間通過無線接口進行通信。移動終端和eNodeB跟全局控制器間都使用相同的接口(移動終端與全局控制器之間是邏輯上的連接，數(shù)據(jù)的傳輸仍需通過eNodeB轉(zhuǎn)發(fā))，利用流表進行交互。另一個不同之處是，移動終端的位置會時刻發(fā)生變化，因此還具備速度、方向等屬性，為了實現(xiàn)對全網(wǎng)絡(luò)整體控制，移動終端還要每隔一段時間就把自身跟移動相關(guān)的狀態(tài)信息隨同其他有用信息存入分布式的全局狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中。
【主權(quán)項】
1.一種移動終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，其特征是，包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN的3層架構(gòu)，3層架構(gòu)為虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層； 最下層由是虛擬化的系統(tǒng)資源層，把現(xiàn)有的移動終端協(xié)議棧每層封裝為單獨的模塊，模塊通過流表來進行配置，模塊按照需要添加或者修改； 中間層是移動終端的操作系統(tǒng)，該層中運行控制器，控制器包括本地控制器和遠程控制器，其中本地控制器運行在移動端，只負責(zé)對移動端的控制。遠程控制器運行在云端，是整個網(wǎng)絡(luò)的全局控制器，負責(zé)對整個網(wǎng)絡(luò)集中控制。無論是本地控制器還是遠程控制器，都使用統(tǒng)一的接口跟下層交互； 最上層是應(yīng)用層，這些應(yīng)用是普通的移動端應(yīng)用，只跟本地控制器之間存在AP1.。2.如權(quán)利要求1所述的移動終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，其特征是，移動終端跟全局控制器間都使用相同的接口，移動終端跟全局控制器之間沒有直接的物理通信鏈路，數(shù)據(jù)的傳輸必須通過eNode B進行轉(zhuǎn)發(fā)，移動終端具備速度、方向?qū)傩浴?.如權(quán)利要求1所述的移動終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，其特征是，每個應(yīng)用的具體執(zhí)行是通過控制器來完成的，當移動終端的應(yīng)用產(chǎn)生某些業(yè)務(wù)需求，本地控制器發(fā)送請求至遠程控制器，由遠程控制器按需求及網(wǎng)絡(luò)狀況對移動終端流表進行部分配置，本地控制器對其余部分進行配置。因此移動終端是由本地控制器和遠程控制器協(xié)同控制的；控制器能發(fā)送具有規(guī)定格式的消息，其中攜帶的信息用于更新流表，每個流表對應(yīng)一個模塊。
【專利摘要】本發(fā)明涉及軟件定義網(wǎng)絡(luò)，為提供一種新的面向智能終端的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，兼容基于SDN思想的移動和無線的無棧(Not？Only？Stack，NO？Stack)網(wǎng)絡(luò)側(cè)架構(gòu)，提出移動終端的協(xié)議架構(gòu)，從下到上包括虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層，使得智能終端可接入到多個接入點，或根據(jù)需要選擇最優(yōu)的接入點，以實現(xiàn)無縫、高速、無損、低資費和低功耗的通信。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，移動終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN的3層架構(gòu)，3層架構(gòu)為虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層。本發(fā)明主要應(yīng)用于軟件定義網(wǎng)絡(luò)通信及管理。
【IPC分類】H04W80/00, H04W48/16
【公開號】CN105636172
【申請?zhí)枴緾N201610047771
【發(fā)明人】汪清, 蘇天宇, 吳晗, 趙爽, 朱嘯天
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月25日