基于SDN網(wǎng)絡(luò)的視頻流傳輸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、一直以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）是研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，提出了一系列理論和解決方案。QoS為各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了帶寬、延遲、丟包率等的保證，對(duì)多媒體應(yīng)用至關(guān)重要。然而當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)提供的是盡力而為（best-effort）的服務(wù)，無(wú)法有效地保證QoS。在QoS技術(shù)的部署過(guò)程中，IETF提出了多種QoS體系架構(gòu)，例如集成服務(wù)（IntServ）、區(qū)分服務(wù)模型（DiffServ）、MPL

2、S（Multiple Protocol Label Switching）等等，但是這些架構(gòu)都因?yàn)楦髯缘娜秉c(diǎn)或者其他因素?zé)o法在互聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)部署。
　　軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software-Defined Networking，SDN）是近年來(lái)提出的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它將數(shù)據(jù)平面與控制平面解耦，使網(wǎng)絡(luò)變得更加靈活可控。本文利用SDN集中控制和可編程的特性，通過(guò)控制器獲取的全局網(wǎng)絡(luò)資源視圖，基于OpenFlow協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)行為控制，靈活

3、調(diào)度視頻流的傳輸，從而提升視頻流QoS服務(wù)質(zhì)量。該方式可以為不同的視頻流靈活地映射QoS分類，進(jìn)行自動(dòng)化的視頻流帶寬配置，保證QoS服務(wù)全局一致性。本文做出了以下主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)：
　?。?）提出了基于SDN集中控制的視頻流傳輸控制架構(gòu)SVQoS。SVQoS將原有的分布式QoS配置集成到SDN控制器上，利用SDN控制器的全局網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，為不同的視頻流提供QoS服務(wù)。SVQoS將不同的報(bào)文頭部與QoS等級(jí)進(jìn)行映射，利用SDN提供的

4、鏈路狀態(tài)收集技術(shù)獲取拓?fù)浜蛯?shí)時(shí)流量信息。SVQoS基于用戶QoS輸入和全局網(wǎng)絡(luò)視圖實(shí)現(xiàn)QoS路由優(yōu)化。通過(guò)設(shè)計(jì)拓?fù)涓兄牧髁６榷嗦窂铰酚?，提高SVQoS提供服務(wù)質(zhì)量保證能力，更好地利用網(wǎng)絡(luò)冗余的資源。
　?。?）在SDN控制器Floodlight上實(shí)現(xiàn)了SVQoS。對(duì)SVQoS進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并給出對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)流程。主要包括分析Floodlight系統(tǒng)已有的流量收集模塊，在Floodlight上實(shí)現(xiàn)QoS功能模塊的處理流程，設(shè)計(jì)多路

5、徑計(jì)算模塊的處理流程。并且對(duì)OpenFlow交換機(jī)數(shù)據(jù)平面支持QoS的能力進(jìn)行了分析。
　　（3）基于Mininet實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)對(duì)SVQoS原型系統(tǒng)進(jìn)行了功能驗(yàn)證與測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SVQoS可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的QoS流調(diào)度，并且具備通過(guò)多路徑路由提高對(duì)視頻流QoS保證的能力。
　　綜上所述，為了解決目前網(wǎng)絡(luò)提供QoS服務(wù)存在的問(wèn)題，本文提出了一種基于SDN集中控制的視頻流傳輸控制架構(gòu)SVQoS。由于該模型可實(shí)現(xiàn)全局的動(dòng)態(tài)QoS配