《軟體定義的VANET動態QoS路由及流表更新機制研究》是依託湖南大學，由付彬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：軟體定義的VANET動態QoS路由及流表更新機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：付彬
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
軟體定義的網路(SDN)是一種數據控制分離、軟體可程式的新型網路體系架構。將SDN架構套用於車輛自組織網路(VANET)將提高VANET的靈活性、可控性，最佳化網路數據傳輸性能。本課題將結合VANET的節點移動性、拓撲動態性、網路自組織性等特性，設計軟體定義的VANET的數據平面和控制控制平面的組成和互動模式。在此基礎上，研究基於任務調度和數據業務需求的動態QoS路由框架，並著重解決該框架下的網路鏈路狀態實時估計、最佳化路徑計算等問題。分析網路狀態信息動態變化場景下的鏈路性能估計方法以及狀態信息不精確性的量化和評估方法，以減少鏈路性能估計不準確對QoS路由性能的影響；建立多業務流多約束條件下的最佳化路徑選擇模型，以實現滿足多業務流QoS需求的路由機制。研究網路流表更新一致性方案，以減輕網路流表更新的控制負載以及提高更新的效率。本課題對於提升VANET網路QoS性能有重要理論意義和套用價值。
結題摘要
車輛自組織網路（VANET）實現車與車、車與路、車與人及網際網路的廣泛通信，從而能夠提供智慧型化交通管理、車輛智慧型化控制等服務，具有廣泛套用前景。將軟體定義網路架構套用於VANET將提高其靈活性、可控性，最佳化網路數據傳輸性能。本項目首先從軟體定義的VANET體系結構研究入手，提出了一種面向異構多網接入的軟體定義VANET架構，實現了VANET控制與轉發平面的分離，為VANET提供了開放和靈活的網路體系結構，有利於實現大規模的服務和協定部署。其次，研究了軟體定義的VANET的動態QoS路由機制。通過理論和實驗深入分析了流表溢出對控制器和QoS路由機制的影響，提出了一種聯合頻寬和流表均衡的多約束QoS路由機制。在此基礎上，為支持VANET業務流的動態加入和退出，提出了一種流表用量感知的動態QoS保障框架，建立了多業務流多約束條件下流表用量感知的QoS路由模型並求解，設計了一種流表用量感知的QoS路由機制。實驗表明，所提出的QoS路由機制不僅能夠滿足多業務對各自丟包、時延和吞吐量的要求，還能夠感知流表用量，從而避免流表溢出對QoS路由的影響，進一步提高了網路QoS保障的性能。最後，對軟體定義的VANET流表最佳化技術進行研究。首先，為減輕車輛移動導致的頻繁切換對流表更新的影響，最佳化流表下發的數量，提出了一種軟體定義網路的移動性管理方案，在該方案中，提出了一種動態路由轉發點選擇算法，實現了車輛移動後能夠找到最佳路由轉發點；並且，基於灰色預測模型和粒子濾波位置預測算法，提出了一種預測切換機制，確保了移動中會話的連續性，並降低了下發流表的數量。其次，為了最佳化流表的空間利用率，通過對流表項逾時時間的影響因素分析並引入數據包的時間間隔和流表容量，提出了一種基於網路流量特徵動態配置逾時時間的方法。本項目的研究成果將為分散式車載網路帶來可程式性和靈活性，同時簡化網路管理和提供新的車聯網服務，提升VANET網路QoS性能。
