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适用于SDN的AP接入点设计与实现

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摘要

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.1.1 SDN的研究背景和意义

1.1.2 AP的发展

1.2 课题研究现状

1.3 本文主要研究目标和内容

1.4 论文组织结构

第二章 系统整体结构设计

2.1 需求分析

2.2 系统架构

2.3 系统协议分析

2.3.1 无线协议分析

2.3.2 802.3协议分析

2.4 OpenFlow协议分析

2.5 本章小结

第三章 硬件电路设计

3.1 硬件电路整体设计

3.2 处理器芯片选择

3.3 射频放大电路

3.4 外围设备电路

3.4.1 电源及复位电路

3.4.2 串口模块

3.4.3 RAM和Flash模块

3.5 系统电路板设计和制作

3.6 本章小结

第四章 SDNAP的软件设计与实现

4.1 系统开发环境介绍

4.1.1 嵌入式linux系统介绍

4.1.2 Openwrt功能分析

4.1.3 ovs功能和工作原理介绍

4.2 开发环境搭建

4.2.1 依赖安装和源代码获取

4.2.2 openvswitch的加载

4.2.3 固件烧写

4.3 AP程序设计

4.3.1 普通AP的实现和协议分析

4.3.2 ovs的配置和端口匹配

4.4 数据包处理流程

4.4.1 重要数据结构

4.4.2 数据接收和发送

4.4.3 数据包处理

4.5 本章小结

第五章 系统测试

5.1 测试环境

5.2 测试过程

5.2.1 AP和控制器连接测试

5.2.2 连通性测试

5.3 测试结果分析

5.4 本章小结

第六章 总结与讨论

参考文献

致谢

附录

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摘要

软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)作为一种新型的网络架构从2010年才引起人们关注,其基本思想是将网络中控制平面和转发平面分离。SDN具有集中化控制、底层设备对上层应用透明化、平衡流量等特性,目前网络设备不能满足SDN的需求,因此适用于SDN的硬件设备得到广泛关注。
  论文对SDN架构下的基础设施层的硬件和软件方面进行研究,设计并制作了支持SDN网络的无线接入点(Access Point,AP),包括硬件的设计与制作、数据处理程序的设计与实现,并对成品AP完成测试。论文主要工作如下:
  1.根据AP的功能和性能要求,选择CPU等芯片、以太网和无线模块,搭配辅助电路完成硬件电路设计,并完成电路焊接;
  2.嵌入式系统程序开发和移植:实现数据处理等相关程序和驱动挂载到嵌入式系统的内核,并移植程序到硬件设备;
  3.依据OpenFlow协议,编程实现AP和控制器之间的连接,保证信息传递到AP并实现流表的下发、修改等操作;
  4.根据数据转发协议,设计数据包处理流程,编程实现对数据包的动作。
  在实验室的调试结果表明,完成了AP和SDN控制器的连接,能够成功接收控制器下发的流表;连接到网关的AP可以按照流表执行数据处理。

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