本发明专利技术公开了一种在SDN网络下，当移动终端在不同的AP之间进行切换时，如何提前选好备用的AP，以达到快速切换目的同时又保证用户的服务质量。本发明专利技术是在移动终端切换之前，提前把要准备切换的备用AP选好，并且把该AP到目的结点的链路通过SDN控制器建立好。本发明专利技术利用SDN控制器来获取链路的一些参数信息，同时SDN控制器还要保证建立一条源到目的的路径，根据链路的丢包率以及时延等链路参数信息，由SDN控制器计算出一条最优的传输路径，该路径中所包含的AP就是所要选择的AP。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种在SDN网络环境下移动终端在不同的AP之间进行快速切换的 一种方法。用于解决在移动终端在进行切换时，控制器如何决策选择一个最优的AP进行接 入，并且将转发路径建立好的方法。属于移动终端切换领域。
技术介绍
近年来，随着互联网的广泛应用以及移动流量的急剧增长，移动用户需要像固定 桌面用户一样稳定的接入网络，共享网络资源。在无线网络中，移动终端在不同的AP之间 切换是个不可回避的问题，切换是一个程序，当移动终端想要改变无线AP时，或者终端移 出了 AP的覆盖范围时就会发生切换。由于现在广泛使用的TCP/IP设计时没有将移动性作 为一个关键技术考虑在内，为了维护在TCP/IP下移动终端通信的不中断，出现了许多协议 或者规范来解决在TCP/IP下移动终端的切换问题，例如移动IP技术。但是移动IP会有一 些问题，例如信令开销大，传输时延长以及三角路由问题，这些问题的存在一定程度上制约 了在TCP/IP网络架构下无线通信的发展。 传统的因特网将控制与转发紧耦合在网络的设备上，这一特点导致了控制管理网 络变得复杂，也使得新的技术很难在现有网络中部署。SDN网络是由斯坦福大学提出的一个 未来网络的一个框架，它的主要思想是将控制模块从转发设备中分离，形成一个单独的控 制器来控制全网的信息，包括网络信息的获取、转发路径的建立等。而转发设备只负责简单 的转发任务。网络的控制、决策等全交由控制器来控制，网络管理者可以在控制器中根据需 要编写程序灵活的控制网络。 现在基于移动主机的切换也提出了很多的方案，但是许多的方案都需要对现有的 网络设备进行改进，同时服务质量也不能很好的得到保证。同时现在一些新的针对无线网 络的项目已经提出，但这些项目现在大多都处于研宄阶段，目前还没有部署的实例，但是已 经表明了，移动互联网是未来网络的一个方向，而终端的切换是未来网络的一个关键问题。 本专利技术是在移动终端进行通信时，提前将要切换到的AP选择好同时将该AP到目的结点的 路径建立好，移动终端进行切换时，直接接入到所选择的AP，这样可以降低切换时的开销和 时延，可以有效的保证用户的服务质量。在众多的AP中如何选出一个最优的AP是一个十 分重要的问题。本专利技术是利用SDN网络的控制器来进行选择，由于控制器可以获得整个网 络链路的参数信息，例如带宽、时延等，本专利技术根据这些参数来选择AP，通过计算出每个AP 到目的结点的链路代价，选出一个链路代价最小的，同时链路还要满足一定的时延要求，选 出的链路所包含的AP就是本专利技术所选的AP，通过该AP接入网络，能达到较好的传输效果， 同时有能满足快速切换的目的，降低了拥塞发生的概率，充分利用网络带宽并且提高了网 络链路的传输能力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的缺陷，利用SDN架构，提供一 种对移动终端在移动过程中，从多个AP中选出一个最优的AP以备切换的方法。通过本发 明，可以有效的降低切换时延实现快速切换，并保证切换的服务质量提高网络链路的利用 效率，充分利用网络带宽。 本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种在SDN网络环境下移动终端 在不同的AP之间进行快速切换机制，假设一个虚拟的源节点，并且假设从该源节点到每一 个AP都有一条所有参数都相同的链路，这样，就可以把选择最优的AP的问题就转为选出一 条最优的传输路径的问题。将在终端移动方向上的AP组成一个集合，并且该集合中所有的 AP都是移动终端能感知到信号强度的AP，最后所选的AP就是集合中的一个。所述的获得 AP的方法其过程如下： 步骤一：假定一个虚拟源节点s，从该源节点s到达每一个集合中的AP都有一个 虚拟链路，所有虚拟链路的参数全部相同。 步骤二：控制器获取集合中每个AP到目的结点链路的带宽T、时延d，同时设定链 路的最大带宽B。 步骤三：根据获得的带宽T以及设定的最大带宽B，计算每条链路的丢包率1，然后 再计算整个路径的丢包率loss。通过获取到的带宽T以及设定的链路的最大带宽B，来计 算链路的丢包率其计算公式如下：【主权项】1. 一种在SDN网络架构下移动终端在AP之间切换的方法，其特征在于，从多个AP中， 计算每个AP到目的结点链路的代价，选出最优的一个AP以备切换。具体步骤如下： 假设备选的AP组成一个集合，集合中的AP全部位于终端的移动方向上，并且集合中的 AP都是终端能感知到信号强度的AP ; 步骤一：假定一个虚拟源节点s，从该源节点s到达每一个集合中的AP都有一个虚拟 路径，所有虚拟链路的参数全部相同； 步骤二：控制器获取集合中每个AP到目的结点链路的带宽T、时延d，同时设定链路的 最大带宽B ; 步骤三：根据获得的带宽T以及设定的最大带宽B，计算每条链路的丢包率1，然后再计 算整个路径的丢包率loss，其计算公式如下：步骤四：设定约束条件，同时要满足路径的最小代价c，时延约束如下： d (ρ) Δ delay 其中d(p)是路径上的时延，Δ delay是路径上时延的约束； 步骤五：根据代价c求一条从源节点s到目的结点的最短路径P。，检验P。的时延是否 满足Λ delay，满足则P。就是所选的路径，该路径中所包含的AP就是所选AP，否则进入步 骤六； 步骤六：再根据时延d求一条从源节点s到目的结点的最短路径Pd，如果路径Pd的时 延大于Λ delay，则没有最优的AP，否则重新定义代价c λ (ρ)，进入步骤七，其公式如下所 示： C λ (P) = C (P) + λ d (P) 步骤七：根据重新定义的代价C λ (P)求一条从源节点S到目的结点的代价C λ (P)最 小的路径P(CA)，如果路径P(CA)的时延小于约束的时延，则返回路径p(cA)， p(cA)就 是所选的路径；否则，重新设定λ的值，循环步骤五，直到找到最优路径。2. 如权利要求1所述假定一个虚拟源节点s，从该源节点s到达每一个集合中的AP都 有一个虚拟路径，则本专利技术中选择AP的问题就转化为选择一条从该源节点到目的结点代 价最小的路径问题，选出的路径中所包含的AP就为本专利技术要选择的ΑΡ。3. 如权利要求1所述的从多个AP中，计算每个AP到目的结点链路的代价，选出最优的 一个ΑΡ，其特征在于：通过计算利用每条路径的链路代价，求一条路径代价最小的路径，代 价由路径的时延和丢包率共同决定，其计算公式如下： c(p) = d (ρ) + a loss (ρ)4. 如权利要求1所述的获取集合中每个AP到目的结点链路的带宽T、时延d，同时设定 链路的最大带宽B，其特征在于：链路的带宽T是通过控制器观察到的流的数量来确定的， 控制器发送FEATURE_REQUEST消息，交换机会回复FEATURE_REPLY消息，该消息中包含链路 的流的数量，通过获取到的带宽T以及设定的链路的最大带宽B，来计算链路的丢包率，公 式如下所示：如果当前链路的带宽超过最大带宽的65%，链路就会发生丢包，若没有超过，则不会丢 包。时延本专利技术通过路径的跳数来决定时延d。5. 如权利要求1所述的根据代价c求一条从源节点s到目的结点的最短路径P。，其特 征在于：根据代价c，利用最短路径算法，从源节点s到目的结点的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在SDN网络架构下移动终端在AP之间切换的方法，其特征在于，从多个AP中，计算每个AP到目的结点链路的代价，选出最优的一个AP以备切换。具体步骤如下：假设备选的AP组成一个集合，集合中的AP全部位于终端的移动方向上，并且集合中的AP都是终端能感知到信号强度的AP；步骤一：假定一个虚拟源节点s，从该源节点s到达每一个集合中的AP都有一个虚拟路径，所有虚拟链路的参数全部相同；步骤二：控制器获取集合中每个AP到目的结点链路的带宽T、时延d，同时设定链路的最大带宽B；步骤三：根据获得的带宽T以及设定的最大带宽B，计算每条链路的丢包率1，然后再计算整个路径的丢包率loss，其计算公式如下：l(e)=T(e)-0.65×B(e)T(e)0.65×B(e)<T(e)00.65×B(e)≥T(e)]]>loss(p)=1-Πe∈p(1-l(e))]]>步骤四：设定约束条件，同时要满足路径的最小代价c，时延约束如下：d(p)≤Δdelay其中d(p)是路径上的时延，Δdelay是路径上时延的约束；步骤五：根据代价c求一条从源节点s到目的结点的最短路径Pc，检验Pc的时延是否满足Δdelay，满足则Pc就是所选的路径，该路径中所包含的AP就是所选AP，否则进入步骤六；步骤六：再根据时延d求一条从源节点s到目的结点的最短路径Pd，如果路径Pd的时延大于Δdelay，则没有最优的AP，否则重新定义代价cλ(p)，进入步骤七，其公式如下所示：cλ(p)＝c(p)+λd(p)步骤七：根据重新定义的代价cλ(p)求一条从源节点s到目的结点的代价cλ(p)最小的路径p(cλ)，如果路径p(cλ)的时延小于约束的时延，则返回路径p(cλ)，p(cλ)就是所选的路径；否则，重新设定λ的值，循环步骤五，直到找到最优路径。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钱红燕，孙茂鑫，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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