CN105636172A - 移动终端网络协议架构 - Google Patents

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CN105636172A CN201610047771.5A CN201610047771A CN105636172A CN 105636172 A CN105636172 A CN 105636172A CN 201610047771 A CN201610047771 A CN 201610047771A CN 105636172 A CN105636172 A CN 105636172A
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汪清
苏天宇
吴晗
赵爽
朱啸天
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    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
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Abstract

本发明涉及软件定义网络，为提供一种新的面向智能终端的网络协议，兼容基于SDN思想的移动和无线的无栈(Not？Only？Stack，NO？Stack)网络侧架构，提出移动终端的协议架构，从下到上包括虚拟资源层、终端操作***层、应用层，使得智能终端可接入到多个接入点，或根据需要选择最优的接入点，以实现无缝、高速、无损、低资费和低功耗的通信。本发明采用的技术方案是，移动终端网络协议架构，包括软件定义网络SDN的3层架构，3层架构为虚拟资源层、终端操作***层、应用层。本发明主要应用于软件定义网络通信及管理。

Description

移动终端网络协议架构
技术领域
本发明涉及软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN)领域，是一种基于SDN的移动终端网络协议架构，尤其涉及一种移动终端与控制器之间通信的机制。
背景技术
随着互联网的快速发展，网络用户数量猛增，相继产生多种多样的网络应用，产生的海量数据对网络提出了新的要求，传统网络显示出复杂、低效和封闭的缺点，SDN技术在这种大背景下应运而生。SDN是由美国斯坦福大学cleanslate研究组提出的一种新型网络创新架构，它的设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离，从而通过集中的控制器中的软件平台去实现可编程化控制底层硬件，实现对网络资源灵活的按需调配。在SDN网络中，网络设备只负责单纯的数据转发，可以采用通用的硬件；而原来负责控制的操作***将提炼为独立的网络操作***，负责对不同业务特性进行适配，而且网络操作***和业务特性以及硬件设备之间的通信都可以通过编程实现。与传统网络相比，SDN将网络控制平面和转发平面分离，采用集中控制替代原有分布式控制，并通过开放和可编程接口实现“软件定义”，实现了网络虚拟化、IT化以及软件化，是一项全局性、颠覆性的技术，对网络架构演进产生了深远的影响。
在众多的网络构建方式中，由于无线设备使用体现出极大的便捷性，无线网络用户比重越来越大。随着智能手机的普及，移动业务呈现从以语音/短信业务为主的模式向以移动互联网业务为主的模式的发展趋势。而且移动互联网产生的数据增长迅速，移动互联网占全球互联网流量的比例年增1.5倍，浏览、搜索、购物等业务逐步从个人电脑(PC)转向手机。因此，将SDN扩展到无线和移动网络得到越来越多的关注。基于SDN的集中式控制无线接入点，可以实现最优的信道分配，一致的用户认证以及通过设置功率避免干扰。与分布式无线网络不同，控制器具有全局网络试图可带来更好的一致性。移动用户可以在不同的接入点间漫游，而不需要改变IP地址，移动用户也可以在不同的无线技术，如第三代移动通信技术(3rd-Generation,3G)、LTE、无线保真(WIreless-FIdelity,WiFi)等之间切换。如何管理众多的无线用户、如何提高无线资源的使用效率、如何灵活地更改某些接入设备上的应用等成为了炙手可热的研究课题。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明旨在公开一种新的面向智能终端的网络协议，兼容基于SDN思想的移动和无线的无栈(NotOnlyStack，NOStack)网络侧架构，提出移动终端的协议架构，从下到上包括虚拟资源层、终端操作***层、应用层，使得智能终端可接入到多个接入点，或根据需要选择最优的接入点，以实现无缝、高速、无损、低资费和低功耗的通信。本发明采用的技术方案是，移动终端网络协议架构，包括软件定义网络SDN的3层架构，3层架构为虚拟资源层、终端操作***层、应用层；
最下层由是虚拟化的***资源层，把现有的移动终端协议栈每层封装为单独的模块，模块通过流表来进行配置，模块按照需要添加或者修改；
中间层是移动终端的操作***，该层中运行控制器，控制器包括本地控制器和远程控制器，其中本地控制器运行在移动端，只负责对移动端的控制。远程控制器运行在云端，是整个网络的全局控制器，负责对整个网络集中控制。无论是本地控制器还是远程控制器，都使用统一的接口跟下层交互；
最上层是应用层，这些应用是普通的移动端应用，只跟本地控制器之间存在API.
移动终端跟全局控制器间都使用相同的接口，移动终端跟全局控制器之间没有直接的物理通信链路，数据的传输必须通过eNodeB进行转发，移动终端具备速度、方向属性。
每个应用的具体执行是通过控制器来完成的，当移动终端的应用产生某些业务需求，本地控制器发送请求至远程控制器，由远程控制器按需求及网络状况对移动终端流表进行部分配置，本地控制器对其余部分进行配置。因此移动终端是由本地控制器和远程控制器协同控制的；控制器能发送具有规定格式的消息，其中携带的信息用于更新流表，每个流表对应一个模块。
本发明的特点及有益效果是：
本发明使得智能终端可接入到多个接入点，或根据需要选择最优的接入点，以实现无缝、高速、无损、低资费和低功耗的通信。运用SDN的思想，使移动端同样具备灵活性和可扩展性。
附图说明：
图1基于SDN的移动终端协议架构示意图。
图2移动终端功能示意图。
具体实施方式
本发明所采用的技术方案是：应用SDN的思想，设计能匹配基于SDN的移动和无线网络架构，兼容基于SDN思想的移动和无线的无栈(NotOnlyStack，NOStack)网络侧架构，提出了移动终端基于SDN的三层协议架构，包括虚拟资源层、终端操作***层、应用层。以及基于本发明的协议架构，提出了一种移动终端与控制器之间通信的机制。
移动终端采用SDN中的3层架构，包括虚拟资源层、终端操作***层、应用层。如图1所示。
最下层由是虚拟化的***资源层。把现有的移动终端协议栈每层封装为单独的模块，模块通过流表来进行配置，模块可以按照需要添加或者修改，因此具有灵活性和可扩展性。
中间层是移动终端的操作***，该层中运行控制器，控制器包括本地控制器(LocalController)和远程控制器(RemoteController)。其中本地控制器运行在移动端，只负责对移动端的控制。远程控制器运行在云端，是整个网络的全局控制器，负责对整个网络集中控制。无论是本地控制器还是远程控制器，都使用统一的接口跟下层交互。
最上层是应用层，这些应用是普通的移动端应用，只跟本地控制器之间存在API；
当移动终端的应用产生某些业务需求，本地控制器发送请求至远程控制器，由远程控制器按需求及网络状况对移动终端流表进行部分配置，本地控制器对其余部分进行配置。因此移动终端是由本地控制器和远程控制器协同控制的。
图2说明移动终端在整个网络中的位置。如图2所示，移动终端的地位类似于eNodeB，跟eNodeB不同的是，移动终端跟全局控制器之间没有直接的物理通信链路，所以数据的传输必须通过eNodeB转发，移动终端与eNodeB之间通过无线接口进行通信。移动终端和eNodeB跟全局控制器间都使用相同的接口(移动终端与全局控制器之间是逻辑上的连接，数据的传输仍需通过eNodeB转发)，利用流表进行交互。另一个不同之处是，移动终端的位置会时刻发生变化，因此还具备速度、方向等属性，为了实现对全网络整体控制，移动终端还要每隔一段时间就把自身跟移动相关的状态信息随同其他有用信息存入分布式的全局状态数据库中。

Claims (3)

1.一种移动终端网络协议架构，其特征是，包括软件定义网络SDN的3层架构，3层架构为虚拟资源层、终端操作***层、应用层；
最下层由是虚拟化的***资源层，把现有的移动终端协议栈每层封装为单独的模块，模块通过流表来进行配置，模块按照需要添加或者修改；
中间层是移动终端的操作***，该层中运行控制器，控制器包括本地控制器和远程控制器，其中本地控制器运行在移动端，只负责对移动端的控制。远程控制器运行在云端，是整个网络的全局控制器，负责对整个网络集中控制。无论是本地控制器还是远程控制器，都使用统一的接口跟下层交互；
最上层是应用层，这些应用是普通的移动端应用，只跟本地控制器之间存在API.。
2.如权利要求1所述的移动终端网络协议架构，其特征是，移动终端跟全局控制器间都使用相同的接口，移动终端跟全局控制器之间没有直接的物理通信链路，数据的传输必须通过eNodeB进行转发，移动终端具备速度、方向属性。
3.如权利要求1所述的移动终端网络协议架构，其特征是，每个应用的具体执行是通过控制器来完成的，当移动终端的应用产生某些业务需求，本地控制器发送请求至远程控制器，由远程控制器按需求及网络状况对移动终端流表进行部分配置，本地控制器对其余部分进行配置。因此移动终端是由本地控制器和远程控制器协同控制的；控制器能发送具有规定格式的消息，其中携带的信息用于更新流表，每个流表对应一个模块。
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