軟件定義物聯(lián)網(wǎng)路由研究.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)是新一代信息與網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前的熱門研究課題。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)設(shè)施將更加復(fù)雜，在物聯(lián)網(wǎng)中引入軟件定義網(wǎng)絡(luò)，可以為物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及與邊緣設(shè)備或傳感器節(jié)點(diǎn)連接的核心蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供彈性、敏捷和個(gè)性化的管理機(jī)制。在智能應(yīng)用和服務(wù)方面，如智慧城市和醫(yī)療監(jiān)控，物聯(lián)網(wǎng)將成為軟件定義網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要推動力。從物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的角度來看，無線傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，路由是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要

2、的研究領(lǐng)域。目前軟件定義無線傳感網(wǎng)的研究方興未艾，軟件定義路由替代傳統(tǒng)路由的方法正在研究中，部分傳統(tǒng)路由算法實(shí)際也應(yīng)用了軟件定義的思想。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴探討了軟件定義物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)及架構(gòu)流程，提出了一個(gè)軟件定義無線多跳網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，通過OPNET對所提出的協(xié)議進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果證明，利用SDN技術(shù)進(jìn)行集中式路徑規(guī)劃較傳統(tǒng)的分布式規(guī)劃更利于實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)化，降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。協(xié)議可為節(jié)點(diǎn)提供到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的單條最短路徑或獨(dú)

3、立多徑路由，在負(fù)載足夠大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)壽命比其他算法（AODV，OLSR）更長。⑵在物聯(lián)網(wǎng)協(xié)作通信和智能代理方面，提出了一種新的協(xié)作通信算法，提出了可靠性預(yù)測模型，每跳選擇k個(gè)協(xié)作節(jié)點(diǎn)協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，使閑置的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠以節(jié)省能耗，能夠在高動態(tài)的無線傳感網(wǎng)保持較高的可靠性；研究了多智能代理并行訪問多個(gè)源節(jié)點(diǎn)的路線規(guī)劃問題。提出了定向源分組多代理算法，每個(gè)源節(jié)點(diǎn)的迭代算法限于一個(gè)扇區(qū)內(nèi)部，路線的長度由定向扇區(qū)的角度控制，選擇適當(dāng)?shù)慕嵌瓤傻玫阶顑?yōu)的

4、路線。⑶在物聯(lián)網(wǎng)多媒體獨(dú)立多徑路由方面，根據(jù)B樣條曲線擬合了多徑獨(dú)立路由，提出了多徑規(guī)劃路由算法，在保證用戶時(shí)延需求的前提下使得能耗最小。應(yīng)用軟件定義網(wǎng)絡(luò)思想，研究了多源多徑的路由協(xié)調(diào)算法，通過Sink節(jié)點(diǎn)編程實(shí)現(xiàn)動態(tài)控制源節(jié)點(diǎn)的路徑；針對匯聚節(jié)點(diǎn)周圍容易形成能量空洞的問題，提出了緊耦合地理多徑路由算法PWDGR，使匯聚節(jié)點(diǎn)附近鄰居負(fù)載均衡，相比DGR顯著延長了網(wǎng)絡(luò)壽命。⑷在軟件定義物聯(lián)網(wǎng)的仿真方法方面，提出了一種新的半實(shí)物的方法來仿真