《面向SDN的網路編碼組播機制研究》是依託西南交通大學，由邢煥來擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向SDN的網路編碼組播機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：邢煥來
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探索高效的點到多點數據傳輸技術是通信網領域的重要研究內容之一。作為一種符合未來網路發展趨勢的新型體系結構，軟體定義網路（簡稱SDN）亟需一種有效的組播機制以支持頻寬需求日益增多、服務質量保證要求嚴格的組播業務。另一方面，相比於 “存儲-轉發”式路由，網路編碼技術在增加吞吐量、均衡負載等多方面有顯著優勢。本課題將網路編碼引入SDN中，旨在探索一種集中控制、控制與轉發解耦、環境動態變化等網路特徵下的高效組播機制，重點研究網路編碼組播路由構建與最佳化核心機理與關鍵技術，研究內容包括動態網路環境下的組播路由策略和數據流轉發規則的生成與下發機制，著重解決多目標組播路由子圖最佳化問題的建模及其基於進化算法的求解方法等核心問題，構建一套較完整的適於SDN的網路編碼組播技術理論與實現方案，完成相關的仿真與實驗，研究成果將為未來SDN和網路編碼領域的研究與發展提供重要的理論依據和參考價值。
結題摘要
軟體定義網路(Software Defined Networking，簡稱SDN)具備支持雲計算、移動互聯、大數據等背景下各類套用和網路創新的能力，有著光明的套用前景。點到多點的組播數據通信功能，是SDN支撐多種網路業務數據傳輸與內容分發的有效手段。相比於傳統“存儲-轉發”式組播，網路編碼組播不僅能確保達到組播吞吐量上限，而且具有提高頻寬利用率、平衡網路負載、降低能量消耗、提升數據傳輸安全等級等多種優勢。本課題旨在將網路編碼組播引入SDN中，結合二者特長，發掘新型網路架構上的高效組播數據傳輸潛力，探索一種適合SDN的網路編碼組播技術。本課題從網路編碼組播路由的構建著手，圍繞網路資源消耗、網路負載均衡、服務質量(Quality-of-Service，簡稱QoS)保證等實際需求，構建最優組播路由方案。在此基礎上，探討了多目標網路編碼組播路由特徵，並對基於進化算法的路由策略和動態網路環境下高效組播進行了深入研究。 主要研究成果包括：深入研究網路編碼資源最佳化問題，分別提出基於蟻群算法和基於粒子群最佳化算法的兩種求解方法，並獲得了高質量解。圍繞網路編碼組播負載均衡問題展開研究，構建了負載均衡最佳化問題模型，並套用種群增量學習算法進行求解，通過引入雙機率向量協同進化策略和局部搜尋啟發運算元策略提升算法全局搜尋和局部發掘能力，得到了理想的最佳化效果。考慮影響組播性能的多種因素，對多目標網路編碼組播路由最佳化問題進行建模，並提出了基於分解的多目標進化算法用於研究，仿真證明了所獲非支配解集在距離、延展性和分散均勻性等方面能很好地逼近帕累托最優前沿。研究了動態網路環境下網路編碼組播最佳化問題，對該問題進行建模學習，並套用量子衍生進化算法和種群增量學習算法對待最佳化問題進行求解。圍繞SDN中的組播通信、數據安全、故障恢復、組網架構等問題展開研究，重點探討轉發規則生成與下發、入侵檢測、鏈路失效檢測和光電混合組網方式等內容。本課題的研究成果在SDN高性能路由領域有著重要的套用前景。
