[發明專利]基于霧計算實現無線傳感網絡中軟件定義QoS配置的方法

在審

• 申請號: 201611220754.3
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106851746A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 伍軍;黃麗娜;李高磊;李建華;何珊;郭龍華;張尚華;陳璐藝;李高勇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海鵬越驚虹信息技術發展有限公司;上海鶴優信息科技有限公司
• 主分類號: H04W28/24
• 分類號: H04W28/24;H04W84/18;H04L12/24
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及網絡服務技術領域，具體地，涉及基于霧計算實現無線傳感網絡中軟件定義QoS配置的方法。

背景技術

隨著網絡業務的日益多元化，人們對于網絡服務質量的要求越來越高，QoS是一個網絡安全機制，用來保證網絡延遲和阻塞等性能，以此為用戶提供更好的網絡服務。當網絡過載或擁塞時，QoS能確保重要業務量不受延遲或丟棄，同時保證網絡的高效運行。

霧計算，是一種邊緣化的云計算，所有的數據、數據處理都集中在網絡邊緣的設備中，而不是全部存儲在云中。現在，霧計算由于其低延時和節能被認為是下一代無線傳感網絡的趨勢。但是因為不同的霧計算服務對于QoS有不同的需求，同時在基于霧計算的WSNs中相關的數據是被內容感知的控制器轉發的，因此對于基于霧計算的無線傳感網絡來說，動態部署QoS策略顯得十分必要。而現有的QoS技術大多是靜態的，并不能滿足此需求。

在以往的研究中，在基于霧計算的WSNs中運用了云計算，以減少能量的消耗和時延，然而這一方法并沒有考慮到在網絡中存在了非常多不同類型的數據，也不能實現QoS的動態配置。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于霧計算實現無線傳感網絡中軟件定義QoS配置的方法。

根據本發明提供的基于霧計算實現無線傳感網絡中軟件定義QoS配置的方法，包括如下步驟：

步驟1：在霧節點層和應用層之間部署SDN控制器；

步驟2：建立動態配置的QoS架構系統，所述動態配置的QoS架構系統中包括：應用層、SDN控制層、霧節點層以及傳感器節點層；且在所述動態配置的QoS架構系統中運行有：感知數據流、數據屬性數據流、QoS策略指令數據流以及狀態數據流；

步驟3：基于動態配置的QoS架構系統完成QoS配置。

優選地，所述步驟2中的SDN控制層中包含至少一個SDN控制器，所述霧節點層中包含有至少一個霧節點，所述傳感器節點層中包含有多個傳感器節點；具體地，所述傳感器節點定期將本地狀態信息發送給霧結點，由所述霧結點定期將本地狀態信息轉發給SDN控制器，所述SDN控制器輸出實時更新的網絡狀態信息和網絡拓撲結構信息；且所述SDN控制器還能夠動態的定義細粒度的QoS配置來滿足多樣的QoS需求。

優選地，所述霧節點層包括：狀態采集模塊、監控模塊、處理模塊以及微型數據中心；

所述狀態采集模塊用于從WSNs中采集節點能源狀態數據；

所述監控模塊用于監控網絡狀態；

所述處理模塊用于提取包括數據內容摘要的數據屬性；

所述微型數據中心用于保存臨時的感知數據、節點狀態數據以及本地的網絡狀態數據。

優選地，所述霧節點通過霧節點智能網關和相鄰層進行通信，其中，霧節點和SDN控制器之間采用基于OpenFlow的霧智能網進行通信，從而所有通過霧節點發送到SDN控制器的數據包都是以流表形式轉發。

優選地，所述SDN控制器包括：北向接口驅動、基于OpenFlow的南向接口驅動以及QoS配置模塊，具體地，所述SDN控制器通過北向接口和應用層進行通信，通過基于OpenFlow的南向接口和霧節點進行通信。

優選地，所述步驟3包括：

步驟3.1：將待配置QoS的策略指令集存儲到數據庫中，并將從霧節點所收集到的監控信息存儲在SDN控制器中；

步驟3.2：當數據屬性流到達SDN控制器時，由SDN控制器提取出QoS等級、QoS需求并結合存儲在SDN控制器中網絡狀態信息后與數據庫中的QoS策略集進行匹配；確定該數據屬性流的具體QoS配置；

步驟3.3：由SDN控制器將具體QoS配置存儲在數據庫中，以及將具體QoS配置轉化為流表條目后通過基于OpenFlow的驅動以流表的形式轉發給霧節點。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

本發明提出了基于霧計算實現無線傳感網絡中軟件定義QoS配置的方法，在基于霧節點的WSNs中增加SDN控制器層，控制層和霧節點層通過基于Openflow的驅動進行通信，所有的消息以流表的形式進行轉發；本發明中的方法一方面可以針對不同的QoS服務動態配置不同的QoS策略，另一方面，極大地改善了網絡的時延問題。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為動態配置的QoS機制的架構示意圖；