面向异构融合网络的联合资源管理

作     者：李健嘉 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：顾华玺

授予年度：2022年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：异构网络 网络接入 带宽分配 深度强化学习 神经进化 

摘      要：近年来,随着网络规模的日益复杂化,网络业务数目与日俱增,多样化的业务对网络服务质量和资源需求提出了更高的要求。单一架构的网络已经难以满足网络服务质量需求,异构网络融合不同类型的接入网络资源,因其大规模、多接入等特点,是下一代网络发展的必然趋势。由于异构融合网络中接入网络的异构性以及业务需求和网络资源的多样性与不确定性,传统单一网络资源管理方案无法直接应用在异构环境中。面向异构融合网络,如何集中管控不同接入网络的资源,建立统一的异构网络资源管控系统,以保障网络的传输性能,是异构融合网络研究中亟待解决的问题。本文面向转发平面和控制平面分离的SDN网络架构,针对多类型接入网络融合场景,实现面向SDN网络架构的异构融合网络智能资源管控策略。从异构网络接入和网络带宽分配两个方面进行研究。针对多接入网络资源协同管理的问题,本文提出基于神经进化策略的深度强化学习异构网络接入选择策略,根据用户、业务和网络的特点,协同管控不同接入网络资源,为用户选择性能优化的接入网络,提升网络整体服务质量,提升网络吞吐和业务投递率,并尽可能减小网络切换开销。针对多业务需求场景下有限带宽资源的合理分配问题,本文提出了基于异步多线程A3C算法的网络带宽资源分配策略,在异构网络架构下为多业务提供灵活自适应的网络带宽资源管理,实现最大化网络性能和业务效用。与传统算法相比较,本文提出的带宽分配策略在重要业务到达率、网络吞吐和计算时间等方面均有一定优势。研究异构通信网络特点和SDN技术控制与转发分离的思想及应用情况,搭建基于SDN的异构融合网络系统平台,部署并验证异构网络资源管控算法,提升异构网络资源管控算法的可部署性和应用性。