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

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

2、S（Multiple Protocol Label Switching）等等，但是這些架構(gòu)都因為各自的缺點或者其他因素無法在互聯(lián)網(wǎng)中實現(xiàn)部署。
　　軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software-Defined Networking，SDN）是近年來提出的新型網(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，通過控制器獲取的全局網(wǎng)絡(luò)資源視圖，基于OpenFlow協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行轉(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服務質(zhì)量。該方式可以為不同的視頻流靈活地映射QoS分類，進行自動化的視頻流帶寬配置，保證QoS服務全局一致性。本文做出了以下主要工作和創(chuàng)新點：
　?。?）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。SVQoS將不同的報文頭部與QoS等級進行映射，利用SDN提供的

4、鏈路狀態(tài)收集技術(shù)獲取拓撲和實時流量信息。SVQoS基于用戶QoS輸入和全局網(wǎng)絡(luò)視圖實現(xiàn)QoS路由優(yōu)化。通過設(shè)計拓撲感知的流粒度多路徑路由，提高SVQoS提供服務質(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上實現(xiàn)了SVQoS。對SVQoS進行了詳細設(shè)計，并給出對應的實現(xiàn)流程。主要包括分析Floodlight系統(tǒng)已有的流量收集模塊，在Floodlight上實現(xiàn)QoS功能模塊的處理流程，設(shè)計多路

5、徑計算模塊的處理流程。并且對OpenFlow交換機數(shù)據(jù)平面支持QoS的能力進行了分析。
　?。?）基于Mininet實驗仿真平臺對SVQoS原型系統(tǒng)進行了功能驗證與測試。實驗結(jié)果表明SVQoS可以實現(xiàn)動態(tài)的QoS流調(diào)度，并且具備通過多路徑路由提高對視頻流QoS保證的能力。
　　綜上所述，為了解決目前網(wǎng)絡(luò)提供QoS服務存在的問題，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。由于該模型可實現(xiàn)全局的動態(tài)QoS配