可编程AP节点的转发技术研究
Research of Packet Forwarding Technologyon ProgrammableAP
可编程、虚拟化作为5G无线网络中的关键技术可以和已有的SDN和NFV技术结合,对网络资源以及基础设备资源进行抽象和统一,提高网络资源利用率,简化网络的复杂度,已成为软件定义无线网络(Software Defined Wireless Network,简称SDWN)中的研究热点之一.在可编程无线接入设备上,虚拟化技术的应用带来了额外的I/O、存储以及处理等系统资源的消耗,造成了AP转发性能的明显下降,而数据转发平面AP设备的性能直接影响SDWN系统的性能.因此,研究可编程AP转发技术显得尤为重要.针对虚拟化AP的性能瓶颈问题,本文主要研究数据包快速转发技术,提升AP的转发性能.首先,为解决现有监听接口收包机制带来的性能损耗问题,论文设计了基于DebugFS技术的AP模式下无线帧接收接口,通过实时修改无线网卡掩码值来接收匹配虚拟BSSID无线帧,实现低资源开销下的无线帧的快速接收及过滤;其次,为解决现有技术在用户空间处理所有数据包带来的转发性能下降问题(未实现用户的控制与数据转发分离),论文提出了无线帧处理任务分解的快速转发方法,通过区分帧类型,将数据帧放在内核空间进行转发,管理帧放在用户空间进行处理,实现用户管理与数据转发的真正分离.然后,为了提升用户数据帧的转发性能,论文移植了无线管理工具Hostapd中部分接口代码到Click代理组件中,同时设计了AP和控制器协同维护终端信息的方法,保证了漫游时AP快速切换功能.论文对所提出的快速转发技术进行了实现,部署在"未来网络基础实验设施"-SDWN试验床,对AP转发性能进行了全面测试.实验结果表明,论文中设计的数据包转发方法能够为移动终端提供可靠,低时延,高链路传输带宽的网络接入服务.该转发技术的研究与实现,有效地提升了可编程虚拟化AP的转发性能,为研究和设计支持软件定义网络架构与技术提供了关键技术支撑.
- 作者：
- 倪名
- 学位授予单位：
- 重庆邮电大学
- 专业名称：
- 信息与通信工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 徐川
- 中图分类号：
- TN929.5
- 关键词：
- 软件定义无线网络；可编程AP；虚拟化；转发技术
- Software Defined Wireless Network； Programmable AP； Virtualization； Forwarding technology