[发明专利]一种基于SDN的mesh网络资源管理架构

说明书

本发明提供一种基于SDN的mesh网络资源管理架构，包括：控制层、组网层和终端层；所述控制层包括SDN控制器，所述SDN控制器基于获取的组网层上报信息和终端层上报信息进行网络参数的优化和下发；所述组网层包括多个mesh交换节点，每个所述mesh交换节点均可检测生成所述组网层上报信息并将其上报给所述SDN控制器；所述终端层包括多个终端，每个所述终端均可检测生成所述终端层上报信息并通过所述mesh交换节点上报给所述SDN控制器。本发明结合SDN技术与mesh网络技术，通过对OpenFlow1.3协议进行修改扩展，从而实现对各mesh交换节点的状态监控、网络参数优化和业务路由优化。

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种基于SDN的mesh网络资源管理架构。

背景技术

无线mesh网络不同于传统的无线网络，是一种大容量、高速率的分布式网络。它具有布设方便、动态自适应和自组织能力，能够灵活运用于不同应用场景。随着无线传感器、物联网设备以及无人系统的广泛应用，无线mesh网络需要能够满足支持大规模网络部署的场景。网络规模的增长使得无线mesh网络面临一系列的挑战，最关键的是如何管理无线资源，更具体的，包括mesh节点的无线信道分配以及路由管理。为了提升网络容量和用户性能，mesh节点间需要协调好频率确保在尽量减小的相互干扰的情况下为终端用户提供较强的无线接入能力，大规模网络使得信道分配协调问题的规模相应变大，寻求最优解或可行解变得更加困难。另一方面，节点的增多意味着网络中的业务流增多，迫切需要优化控制业务的路由，使得网络负载保持均衡并且能够提供良好的端到端多跳通信性能。

在无线mesh网络的构建方面，当前较为成熟的方案是基于主流的mesh网络协议，包括IEEE 802.11s Mesh网络、IEEE 802.15.5Mesh网络和IEEE 802.16a mesh网络等。以上三种网络规范定义了mesh网络的关键协议，其中IEEE 802.11s可以基于常见的无线局域网协议，运用较为广泛灵活；IEEE 802.15.5定义了无线个域网中物理层和MAC层实现mesh组网时的机制和功能；IEEE 802.16a在宽带无线接入网标准中定义了mesh模式，利用中继站支持移动终端多跳中继。尽管以上无线mesh方案不同程度的获得了广泛应用，但由于其纯分布式的管理架构，导致其无线信道分配和路由优化方面的能力不足，难以应对更大规模网络的场景。

在无线mesh网络的网络资源管理方面，现有的信道分配主要包括固定信道分配、动态信道分配和混合式信道分配，其中动态信道分配允许节点动态切换使用信道，具备较强的环境适应能力，获得了大量的关注。为实现合理的动态信道分配，在管理架构上主要包括分布式和集中式两种模式。相比于集中式，分布式信道分配更灵活，适用于更大规模网络的场景。然而，现有的分布式方法智能性不高，难以认知环境进行决策优化。尽管有一些文献提出了基于机器学习的方法，但较少能够在商用网卡和设备中验证和应用的。另一方面，无线mesh网络常用的路由为经典的OLSR等，尽管相应的协议较为成熟，但在更大规模网络的路由管理中效率并不高，难以进行全局优化和实现智能的端到商路由优化能力。

发明内容

针对背景技术中提到的有关现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供一种基于SDN的mesh网络资源管理架构，其目的在于实现对各mesh交换节点的状态监控、网络参数优化和业务路由优化。

本发明提供的一种基于SDN的mesh网络资源管理架构，包括：控制层、组网层和终端层；

所述控制层包括SDN控制器，所述SDN控制器基于获取的组网层上报信息和终端层上报信息进行网络参数的优化和下发；

所述组网层包括多个mesh交换节点，每个所述mesh交换节点均可检测生成所述组网层上报信息并将其上报给所述SDN控制器；

所述终端层包括多个终端，每个所述终端均可检测生成所述终端层上报信息并通过所述mesh交换节点上报给所述SDN控制器。