协议开发的通信网络论文

摘要：无线网状网(WMN)是近年被高度重视和快速发展的新型网络技术，支持宽带高速多媒体业务服务。文章就无线Mesh网络技术和应用进行讨论，综述无线Mesh网络的发展由来、基本技术、典型应用和现在的发展。随着未来无线分布技术和无线分布网络的发展，无线Mesh技术和网络将会成为无线移动通信的基本网络技术和网络结构，渗透到各种无线网络中，发挥更大作用。以下是小编精心整理的《协议开发的通信网络论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

协议开发的通信网络论文 篇1：

电力自动化背景下的混合式通信网络体系结构研究

摘 要：该文以电力自动化的通信网络为研究对象，提出将整体通信系统设计为混合式网络体系结构，论文分别探讨了基于Internet的虚拟专用网络、无线通信网络、用于电力自动化的无线传感器网络和用于电力自动化的WiMAX网络和无线网状网络（WMN），分析了各种网络的优势和应用要求，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：电力 无线网络 漏洞 自动化 解决方案

现代通信技术的发展激活了可靠的远程控制系统，它能够监控电力系统的实时运行状态和性能。这些通信技术可分成四类，即：电力线通信、卫星通信、光纤通信及无线通信。每种通信技术都有其自己的优缺点，必须对这些优缺点进行评估以确定应用于电力自动化的最佳通信技术。

考虑电力自动化的通信需求时，Internet可提供一种可供选择的通信网络，以其现有的通信基础设施以节省成本的方式对变电站进行远程控制和监视。考虑个体通信能力以及电力系统基础设施的位置时，将整体通信系统考虑为如图1所示的混合式网络体系结构笔者认为是合适的。

由于低成本的数据通信网络是自动化应用的核心，该文描述了该混合式网络体系结构的机遇和挑战，尤其详细说明了Internet VPN、电力线通信、卫星通信和无线通信（无线传感器网络、WiMAX网络和无线网状网络）。我们的目的在于为打算应用新的自动化通信技术的电力公司展示一个结构化框架，从而更加有效直接地做出决策。

1 基于Internet的虚拟专用网络

目前Internet VPN技术为电力系统的远程监控提供了一种可供选择的低成本的高速通信核心网络。该解决方案应提供下列基本性能属性。

（1）服务质量（QoS）：由于因特网的数据通信主要是基于最佳服务范例，因此因特网技术本身并不能保证电力应用要求的极其严格的服务质量要求。在这方面，Internet VPN技术的QoS性能则能够保证关键任务的优先化或延迟敏感流量以及在各种网络流量条件下通过共享的网络基础设施来解决网络拥堵。（2）可靠性：通信网络应能够长期连续运行，既使是网络元件出现故障或是网络拥堵。为此，通信网络的设计应使得所有工作条件下没有损耗并能得体的解决故障。因此，Internet VPN技术应能够以一种可靠及时的方式为自动化应用传输数据。（3）升级性：由于变电站和远程设备的数量很大而且增长迅速，通信系统必须能够在不以指数规律增加通信网络运行次数的情况下处理极大的网络拓扑结构。因而，所设计的混合式网络体系结构应能够很好地升级，以适应由顾客需求量推动的新的通信要求。（4）健壮性：为避免由于网络流量条件变化而劣化通信性能，向Internet VPN之虚拟链接分配带宽的定尺度过程不仅要根据主要带宽需求矩阵，还要根据其它可能的带宽需求矩阵，在网络定尺度过程中要提供一个安全限度，避免拥堵。当以目前的网络流量无法避免网络拥堵时，应堵塞低优先级非关键的数据流量，以便最为关键的数据能以保证的服务质量传输。这样，可以应用高优先级数据的额外带宽实现关键数据的实时通信，这对于电力系统的报警尤其重要。（5）安全性：即支持远程控制中心与现场设备之间安全通信的能力，使通信免受外部阻断服务的攻击和入侵。因此，Internet VPN必须提供能越过现有共享因特网中枢的安全数据传输，能保护敏感数据，使其成为越过共享网络的机密。

2 无线通信

最电力系统“最后一里”连接可选的通信技术有：电力线通信、卫星通信、光纤通信、无线通信。以下介绍无线通信的应用。目前有数种用于电力系统自动化的无线通信技术。与传统有线通信网络相比，无线通信技术使远程监控变电站具有潜在优势，例如：节省架设电缆的费用以及通信基础设施的快速安装。但无线通信对电磁干扰（EMI）更敏感，通常对带宽容量和通信设备之间的最大距离有限制。此外，由于无线通信中的无线电波在空中传播，能发生窃听，这对通信安全是一个威胁。电力公司使用无线通信有两种选择：（1）利用现有的公共网络通信基础设施，例如公共蜂窝网络。（2）架设专用无线网络。

专用无线网络可使电力公司对其通信网络拥有更多的控制权。但是，专用无线网络需要大量的安装投资及维护费用。在电力自动化中，无线通信技术已经有所应用。最近，数字蜂窝网络的短信服务（SMS）功能已经应用于变电站的远程控制和监视。蜂窝网络的控制信道还应用于某些基于警报的变电站监视情形。然而，这种通信技术只适合于发送小量数据的应用，因此不能提供变电站实时监控应用所需的严格的服务质量（QoS）。随着近期无线通信及数字电子技术的进步，混合式网络体系结构激活了可供选择的其他可升级的无线通信系统，能够提供自动化应用要求的严格的服务质量（QoS）。这些最新无线技术有：无线传感器网络、WiMAX网络和无线网状网络。

3 用于电力自动化的无线传感器网络

3.1 无线自动仪表读取（WAMR）

WAMR系统为电力行业提供了多项优势，包括不再需要人工抄表员而降低了电力公司的运营成本，还有基于顾客的实时能量消耗的实时计价模式。WAMR系统的实时计价功能对顾客也很有益。电力公司的实时计价模式要求电力公司和顾客的仪表设备之间有可依赖的双向通信，而WSN技术通过提供低成本低功率的无线通信有效的解决了这个要求。电力控制中心通过多跳式无线通信收集来自仪表的传感数据，这种监控系统为电力公司提供了灵活性。总之，WAMR系统能够为电力系统提供下列功能。

（1）自动仪表读取功能：WSN可以实时自动测量顾客的能量消耗。自动仪表测量还可以分为：个体仪表测量、群体仪表测量和全球仪表测量。在此，我们的目标是为电力行业提供具有各种实时监控选项的灵活管理策略。（2）遥测功能：电力控制中心可从智能传感器节点获取实时数据，控制位于配电网选定点上的某些元件，例如，控制开关的状态。因而，配电传感自动化能够通过减少故障和修复时间增强电力行业的服务。（3）动态配置功能：在电力自动化应用中，即使网络线路出现故障时也要保证测量的可靠性。因而，为了满足应用的可靠性要求，动态地调整网络配置就显得极其重要，例如：动态的路由选择。在这方面，WSN的自我配置能力能够使网络动态的重新配置。（4）状态监控功能：监控仪表设备的状态是WAMR系统的另一个功能，此功能嵌入在智能传感器内。这一功能对于准确及时地确定网络中传感器节点故障会很有帮助。另外，状态监控功能还可以应用于修改仪表设备的情形。例如，如果某人试图破坏仪表设备，系统能够自动通知公安局。这缩减了派出维修人员修理被破坏仪表设备的大量费用。可以预见，随着WAMR技术的不断进步，这种系统不会再那么昂贵，并且会更加可靠。随着低成本低功率无线传感器的发明，无线RF通信是收集电力仪表数据最为节省成本的方式。

3.2 电力系统监控

设备故障、电击、意外事故和自然灾害等均会引起电力干扰和断电，经常导致服务长期中断。因此，电力系统应进行适当控制和监视，以便及时采取必要的预防措施。在这方面，WSN能够为电力系统提供一种低成本的可靠的监视系统。用无线传感器节点建设的有效监视系统能够减少配电网故障检测及恢复电力供应的时间。另外，电力服务的连续性在当今竞争激烈的电力市场中从顾客满意度角度来看也是至关重要的。为评定电力系统的性能，用WSN技术可获得几项质量服务（QoS）指数。例如，可以计算出服务中断的平均持续时间和平均维修时间。

3.3 无线传感器网络的设计考虑

要将无线传感器网络技术应用于电力自动化中，开发既能支持现有功能又能支持未来电力系统新的运营要求的低成本的无线传感器网络，有两个重要的考虑。

3.3.1 网络拓扑结构和体系结构要求

传感器网络的拓扑结构在网络使用寿命、路由算法、传感器节点的通信范围等几个方面具有重要含义。网络体系结构要求包括网络的物理和逻辑组织以及传感器节点的密度。通常，传感器网络的目标就是有效的覆盖配置区域。网络的逻辑和等级组织还影响能量消耗及通信协议的选择。另外，根据拓扑结构的要求，传感器网络可以是分布式组织或者群集式组织。电力系统网络拓扑结构和体系结构要求回答下列问题来确定：（1）何种网络拓扑结构最适合这种应用？（是一对一、一对多、多对一还是多对多？）（2）监控网络如何工作？（是主辅式、点对点、点对多点还是对等式？）（3）覆盖区域内最恶劣的环境条件是什么？（4）电力系统当前和以后有多少变电站要监控？（5）是否存在已知的物理障碍物、电力线或大型感应电动机的RF干扰等潜在干扰问题？

3.3.2 应用要求

通过无线传感器网络传播的必需信息应予以分类和量化。通过对电力系统自动化应用进行综合分析来实现这些要求。下列问题可帮助电力公司确定这些要求：（1）应用的服务质量要求是什么？（要求实时监视还是容忍延迟监视？（2）系统连续查询信息（定期监视）还是根据异常查询（基于事件的监视）？（3）传感器数据的类型是什么？即：影像、声音、数据？电力自动化系统应综合确定网络拓扑结构、体系结构和应用要求，以建立最适合应用的无线传感器网络。全面考虑各种选择条件以及是否适合电力公司的应用对于成功实施至关重要。

4 用于电力自动化的WiMAX网络和无线网状网络（WMN）

无线网状网区域：在前面提出的混合式网络体系结构中，无线网状网在电力公司各用户之间构成一个充分连接的无线网络。与传统无线网络不同，每个无线网状区域可以动态的自我组织和自我配置。换言之，网状网络中的节点自动建立并保持网络连通性。这种特点为电力公司带来许多益处，例如先期成本低、网络维护简单、健壮性以及可靠的服务覆盖范围。另外，使用先进的无线电技术，例如多重无线电界面和智能天线，网络容量能大幅增加。WiMAX骨干网：局域控制中心与远程控制中心之间必要的远距离通信（达50公里）用微波存取全球互通（即WiMAX）技术提供。随着WiMAX技术的加入，网络中枢的容量可增加至75Mbps。另外，WiMAX为点对多点无线网络提供了一种标准化通信技术，即IEEE802.16标准。这使得不同厂商之间的产品可以互通，这正是电力公司另一个重要关注所在。

4.1 WiMAX和无线网状网络的混合式网络体系结构的优势

（1）增加可靠性：在无线网状区域中，无线中枢在无线连接的发送者和接收者之间提供了冗余路径。这就排除了网络区域内的单点故障和可能存在的瓶颈链接，显著增加了通信可靠性。由于存在多重可能的可选路由，还可以保证网络抗潜在问题的健壮性，例如：因RF干扰或障碍而产生的节点故障、路径故障。因此，利用WMN技术，即使在出现网络元件故障或网络拥堵的情况下，电力公司的网络也可长期可靠地运行。（2）安装成本低：由于网状网络只要求线路上的几个点连接至有线网络，因此建设无线网状网络可以降低基础设施成本，并且能够以合理费用对网络进行改造，这一点在现今电力公司竞争激烈的环境下尤其重要。（3）较大的覆盖区域：目前，无线局域网（WLAN）的数据速率通过应用极具效率的调制配置有所增加，例如：802.11a和802.11g为54Mbps。虽然WLAN的数据速率增加了，对于具体的传输功率，当来自存取点的终端用户更多时，WLAN的覆盖范围和连通性都有所下降。然而，WiMAX技术可使局域控制中心与远程控制中心之间进行远距离通信的性能却不会降低。因此，混合式网络中的WiMAX骨干网可以实现自动化应用所要求的高速远距离通信。（4）自动网络连通：在该混合式网络体系结构中，无线网状区域可以动态地自我组织和自我配置。换言之，网状网络中的节点自动建立并保持网络连通，这可为电力公司提供无缝多跳式互联服务。例如，当新节点加入到网络中时，这些节点利用其网状功能自动发现所有可能的路由器并决定到达控制中心的最佳路径。此外，鉴于新的可用路由，现有网状路由器可重新组织网络，从而能够轻松扩展网络。无线网状网络的自我配置特点对于电力系统自动化至关紧要，因为它使电力公司能够应付由顾客需求量推动的新的连通要求。

4.2 WiMAX和无线网状网络的混合式体系结构的设计关键

尽管混合式网络体系结构能够为广泛配置用于电力自动化应用的高速无线通信提供一种经济可行的解决方案，但使用现有通信协议进行的现场试验表明混合式网络体系结构的表现仍远远低于预期。因此，需要开发用于混合式网络体系结构的新通信协议，许多开放研究问题有待解决。

（1）恶劣的监视环境：在变电站，由于障碍及电力线和RF干扰引起的极其嘈杂的环境，无线链接表现出极为不同的时间和空间特点。为改进网络容量，限制无线电干扰，开发通信协议时应使用先进的无线电技术，例如多输入多输出（MIMO）技术、多重无线电界面和智能天线。（2）WiMAX塔台的最佳放置：在提出的混合式体系结构中，在符合时间临界监视数据的截止期限的同时，设计一种有效的低成本的网络基础设施很重要。因此，配有昂贵的RF硬件的WiMAX塔台，应置于配置区域的最佳位置，以便既降低基础设施成本又满足服务质量要求。（3）灵活性支持：需要使用低反应时间切换管理算法来支持移动设施控制器的通信服务。这样，必要时，例如发生警报时，移动设施管理器还可以本地监视系统。（4）集成不同种类网络：现有网络技术与不同无线网络集成的能力有限。因此，为增强混合式网络体系结构的性能，应改进多重无线界面的集成能力以及网络路由器的相应网关/桥接器功能。（5）升级性：在如今竞争性的动态市场环境下，电力公司可能很快会配置新变电站、提供更大的服务请求。因此，设计的混合式网络体系结构应能够很好地升级，以适应由顾客需求量推动的新通信要求。（6）协调的资源管理：为对无线信道特点、争用和通信量模式的系统变化作出有效反应，需要分布式和协作式网络资源管理。这样，才可以实现全系统的良好性和网络的自我配置。（7）安全：网络中的阻断服务攻击可能会对配置的混合式网络的运行造成严重损害。使用有效的加密术和密码系统，可以解决安全性问题。为解决所有这些现有的混合式网络体系结构的问题，从物理层到应用层的协议栈需要改进或重新创建。在这方面，需要一个跨层设计来共同优化主要网络功能以及设计适合无线信道动态特点的通信协议集。这样，混合式网络体系结构才能够快速确定服务中断，及时恢复电力公司的服务。

5 结语

该文的目的在于更好的理解能够提供不同种类电力系统自动化应用要求的混合式网络体系结构，为打算利用新的自动化通信技术的电力公司展示一个结构化框架，从而更加有效地做出决策。

参考文献

[1] 王倬.配电自动化中的通信网络研究.武汉大学学报：工学版，2013，5（28）：423-426.

[2] 李岩.电力系统自动化中数据通信方案[J].电力系统自动化，2011，28（14）：76-81.

[3] 朗兵，赵晓荣.基于GPRS的配电网远程监控系统的实现方法[J].电气应用，2007，1（26）：38-41.

作者：陈厢

协议开发的通信网络论文 篇2：

无线Ｍｅｓｈ技术和网络

摘要：无线网状网(WMN)是近年被高度重视和快速发展的新型网络技术，支持宽带高速多媒体业务服务。文章就无线Mesh网络技术和应用进行讨论，综述无线Mesh网络的发展由来、基本技术、典型应用和现在的发展。随着未来无线分布技术和无线分布网络的发展，无线Mesh技术和网络将会成为无线移动通信的基本网络技术和网络结构，渗透到各种无线网络中，发挥更大作用。

关键词：无线网状网；Mesh路由器；无线宽带接入, 未来无线通信

Key words: wireless Mesh network; Mesh router; wireless broadband access; future wireless communications

无线网状网(WMN)技术是面向基于IP接入的新型无线移动通信技术，适合于区域环境覆盖和宽带高速无线接入。无线Mesh网络基于呈网状分布的众多无线接入点间的相互合作和协同，具有宽带高速和高频谱效率的优势，具有动态自组织、自配置、自维护等突出特点，因此，无线Mesh技术和网络的研究开发与实际应用，成为当前无线移动通信的热门课题之一，特别在未来移动通信系统长期演进(LTE)中，无线Mesh技术和网络成为瞩目焦点[1-6]。

1 无线Mesh网络的由来

无线Mesh网络的出现和发展，是与西方发达国家，特别是美国，在20世纪80年代Internet和无线局域网的兴起和应用直接相关。个人计算机的应用和Internet的出现，使人们的信息交流和信息应用变得极其方便和容易，极大地改变了人们的社会活动和生活状况，促进了社会飞速发展和进步。但是，已经有的城市建设布局和建筑物，不可能为Internet的需要任意更改和重建。建设布局不能改，城市建筑不能破坏，使Internet的覆盖和应用造成极大困难。因此，无线通信和无线覆盖具有极好的应用前景。无线覆盖作为Internet面向用户终端的接入手段，十分有效和方便，得到各方的重视，纷纷开展研究和应用，例如IEEE 802系列标准和产品，就是无线Mesh的典型代表。但是，各城市、各地区的有限的Internet接入点和网络连接位置，给通过无线实现全区域覆盖带来难题。

图1是一个无线IP接入点(无线网关)，对给定地区的无线覆盖图。在城市和高楼街区的特定环境，不可能对建筑物和街区作较大规模的建设和更改，某个较大区域可能只有一个无线网关(WGW)接入Internet。显然，要实现单一覆盖，在无线移动频段，WGW和相应的用户终端的发射信号功率将会很大，这往往是不允许或是做不到的。另外，对IP数据传输，要求数据速率高、通信质量好、差错率低，也需要足够的接收信号功率。WGW覆盖区域大，也就要求信号发射功率大。比如，图1中终端1到WGW距离是R1，稳定接收的发射信号功率为P1；终端4到WGW距离是R4，稳定接收的发射信号功率为P4。如果R4是R1的4倍，无线信号传播衰落因子a =4(一般为3～5)，即R4=4R1，则：

P4=4aP1=256P1

显然，为覆盖边缘地方，信号功率要增大250多倍，这是普通个人终端不可能实现的。另外，如果WGW使用的无线移动频段的带宽为B，作单一覆盖，每个用户终端的传送数据需要带宽b，则整个区域同时支持的最大多用户数为：

M =B /b

很明显，这里的单一覆盖，没有对给定频段进行复用，支持的终端数少，多用户能力不高。发射信号功率要求大，支持用户数又不高，是图1所示的单一无线IP接入点覆盖的重要缺陷。

为了解决这一难题，20世纪80年代提出了两种有效的解决方案。

一种解决方案如图2所示。为了保持如图1的较小信号发射功率P1都能应用到所有终端，并使在覆盖边缘或远端的用户终端能接入WGW，采用通过具有路由功能的邻近终端作中继接力，经过多跳，接入到WGW，实现微小功率下的Internet接入。这种形成微小功率区域覆盖的解决方案的综合，构成Ad Hoc网络。这种网络可实现微小信号功率接入，同时接入最大用户数不会增加，但是用户终端间中继接力通信需要增加额外开销。这对具有路由功能的终端依赖较大，在终端移动情况下路由选择和网络拓扑不能固定，变动大。不过，Ad Hoc网络不需要增添另外的无线路由器来实现微小区覆盖，通过终端的中继接力接入Internet，对构建终端不太移动、位置分布比较随机的无线传感器网络非常方便、实用和有效。

另外一种解决方案如图3所示。将一个WGW支持的相关区域内划分成不同的多个微小区域，可彼此重叠，各微小区设立一个无线路由器(WR)，形成众多无线路由器的网络覆盖。每个用户终端就近接入相应的WR，WR或直接接到GW，或通过邻近WR中继接力接到GW，实现整个区域的Internet接入。如果每个WGW都是这样一种引入众多WR的区域覆盖，多个GW覆盖区域的综合，就构成一种新型无线网络：无线Mesh网络，如图4所示。图4中众多WR相互合作和协同，成网状分布，对整个城市或任意区域无线覆盖，实现无线移动通信。

无线Mesh网络的基本小区是如图3所示的一个GW下的多个无线路由器(又称为Mesh路由器)覆盖的网络小区，其Mesh路由器和用户终端的最大发射信号功率可以做到仅为P1，而区域内的无线移动频段同时支持的最大多用户数为：

Mmesh=NB /b

N是该区域的Mesh路由器数目，理论上N 越大，能同时接纳的用户数越多。因此，无线Mesh网络，不仅能解决无线IP接入点少、接入Internet不方便的问题，还能在微小信号功率下完成工作，实现大量用户终端的Internet应用。

尽管作为Internet接入的WGW的位置和数量多少受城市环境和现有建筑格局所影响，仅在某些固定位置与Internet有线连接。但利用用户终端无线接入的众多Mesh路由器实现新的网络布局，可以根据位置环境、传播特性、终端用户分布等情况灵活设定。WR可多可少，可稀可密。通常WR与GW之间也采用无线通信，只不过是采用与不同于终端用户的无线频段实现固定点间的无线通信。所以，无线Mesh网络的网络结构和组网方法，结构灵活，易于安装，具有动态自组织、自配置、自維护等突出特点。

2 无线Mesh基本技术

从图3可以看出，无线Mesh网络在通常的WGW(实现无线Internet接入)、无线用户终端的基础上，增添了无线路由器，由如图5所示的原有基础的无线接入网络结构演变成如图6所示的无线Mesh网络结构。无线Mesh网络增加了无线路由器层，各路由器间由无线连接，路由器与无线IP接入点(WGW)间由无线连接，并可交叉链接，形成密集网络。由此衍生出无线Mesh网络特有的基本技术和处理方法，它们都是与常规单纯的无线接入网络不同的新增无线路由器层直接相关联的。

2.1 无线Mesh路由器的无线传输技术

在研究无线Mesh网络技术过程中，常常把Mesh路由器(如WR)的无线传输技术，称为无线Mesh网络的物理层技术。这里传输主要是指WR与用户终端间的无线传输、WR之间的无线传输和WR与WGW间的无线传输。

WR与用户终端间的无线传输是按用户终端支持的无线技术和标准化要求，实现类似于基站或无线接入点的功能，能够支持各种不同无线空中接口的接入要求。无线Mesh网络结构支持不同的标准化接入系统，有不同的无线传输技术，WR与用户终端间的无线传输都能适应。

WR之间的无线传输和WR与WGW间的无线传输是需要定义和确认的。原则上，采用何种传输技术与用户终端支持的技术标准和系统方式没有直接关系，可以尽量采用现有的先进技术和方法。由于WR相当于基站，是位置固定的，是支持多用户综合高速数据的，是密集覆盖并要尽量避免彼此间干扰的，是有多种路由选择的。因此，智能定向天线技术、高效可控调制编码技术、低临界发射功率控制技术等是最重要的物理层传输技术。

智能定向天线技术是一种信号功率集中的指定方向波束成形技术，如图7所示。在3G系统中，特别是在同频工作的TD-SCDMA系统中，得到广泛应用。智能天线技术是一种特别的多输入多输出(MIMO)技术，使用相位受控的m个天线振子组合，可形成m个不同方向的低功率定向发射，使到达接收点的信号功率最强，而对其他邻近WR的辐射最小，影响最小，实现网络密集覆盖的低功率应用。在不好直接利用智能天线的场合，也要采用MIMO技术，提高功率效率和传输效率。

高效可控调制编码技术是未来无线通信的共同要求。但是，WR之间和WR与WGW间的无线传输，由于位置固定、传输路径固定、信道衰落起伏平稳，因此能采用有效的信道估计补偿技术实现比移动环境高得多的传输调制效率和编码效率，完成高速通信。正交频分复用(OFDM)技术、正交幅度调制(QAM)迭代技术、Turbo编解码技术等能够实现高速、可控可管、自适应，都是首选技术。

低临界发射功率控制技术是信号功率效率提高的关键，与网络拓扑结构密切相关。无线Mesh网络采用无线接入密集覆盖办法，能实现低信号功率应用。为最大减小对邻近WR的干扰，发射功率最小临界化的功率控制十分重要。图8是临界低功率发射控制示意图，图8a发射功率过小，仅部分连接；图8b是发射功率过大，各WR覆盖彼此交叉重叠过多，相互干扰严重；图8c是发射功率控制到合适临界的状况，相互交叉重叠不多，各WR都可经由单跳或多跳连接到WGW，全可联通，是最佳控制。当然，信号发射功率控制，不仅考虑网络拓扑结构，还要考虑到数据业务负载，传输时延和业务质量等要求，实现优秀综合性能的最大网络容量。

2.2 多信道接入的MAC技术

提供媒体访问控制(MAC)接入的多信道技术，同通常的无线通信网络一样，有频分多址(FDMA)技术、时分多址(TDMA)技术、码分多址(CDMA)技术和使用定向天线的空分多址(SDMA)技术，实用中经常是这些多址技术的部分或全部综合应用，形成彼此独立互不串扰的多信道接入技术。由于WR的定点定向传输可以充分利用智能天线技术实现空分多址，实现尽可能多的互不干扰独立传输信道。相对常规无线通信，这是无线Mesh网络的又一特色。

在多址接入技术支持下，无线Mesh网络的MAC层设计与通常的典型无线网络的MAC设计一样，同接入点相关。由于无线Mesh网络不是单跳而是多跳系统，需要支持多跳的MAC设计。首先是就近Mesh路由器的接入选择。无线Mesh网络是自组织网络，网络路由连接和用户终端接入状况的拓扑结构随地理位置、通信环境、用户移动、WR布局等不同而不同，是变动的。如图9所示，图9(a)是一种Mesh拓扑结构，终端经过3次跳转接力，接入Internet接入点GW1，完成MAC过程。图9(b)是同一地区同样的Mesh路由器和WGW布局，但Mesh拓扑连接不同，该终端在同样位置，选择同样的Mesh路由器，要经过4次跳转接力，接入Internet接入点GW3，完成MAC过程。但如果选择临近的另外不同的Mesh路由器，可能只经过2跳或3跳，就能接入GW1。因此，无线Mesh网络的就近Mesh路由器的接入选择，是动态的，与通常设计不同。典型的有应用于IEEE 802.11的多信道MAC技术协议(MMAC协议)，并考虑MAC层与网络层的交互，引入多信道协同子层(MCCL)，以此增加网络能力。

2.3 接入WGW的路由技术

用户终端通过WR接到无线IP接入点的路由技术和相关协议是多跳的无线Mesh网络的最重要技术。研究和設计接入Internet的路由技术和协议，基本考虑准则有：尽量少的多跳数、尽量小的时延、尽量大的数据速率、尽量低的差错率、尽量大的路由稳定等。这样，接入WGW的路由协议设计有如下几点要尤其注意：首先，无线Mesh网络中的路由协议不能仅仅根据“最小跳数”来进行路由选择，而要综合考虑多种性能度量指标，综合评估后进行路由选择；其次，路由协议要提供网络容错性和健壮性支持，能够在无线链路失效时，迅速选择替代链路避免业务提供中断；第三，路由协议要能够利用流量工程技术，在多条路径间进行负载均衡，尽量最大限度利用系统资源；第四，路由协议要求能同时支持路由器和用户终端。

无线Mesh路由协议可参照Ad Hoc网络路由协议，目前几种典型的路由协议有：动态源路由协议(DSR)、目的序列距离矢量路由协议(DSDV)、临时按序路由算法(TORA)和Ad Hoc按需距离矢量路由协议(AODV)等。DSR是最常见的一种对等的基于拓扑的反应式自组织路由协议，它的特点是采用积极的缓存策略以及从源路由中提取拓扑信息，通过比对，实现路由创建。图10表示一个无线Mesh网络，可能有上下行不同的路由选择。无线Mesh网络中Mesh路由器通常都是静止不动的，原则上没有功耗限制，也没有用户移动带来的路由器位置改变和路由拓扑改变，因此，可将现有Ad Hoc路由协议加以简化，进行跨层设计，建立简单得多的路由协议。但是，对于移动用户终端需要采用完全类似Ad Hoc的路由协议，寻求就近接入点和接入路由。

接入网络的路由协议的另一个问题是如何选择路由实现接入的公平性，让用户终端接入网络的机会、数据速率和通信质量是基本上一致的。图11给出了实现公平性的基本路由选择方式，在可能情况下，对各自Mesh路由器转接基本能力相同时，尽量选择如图11(a)的并行接入方式，WR各自支持接入的用户终端，以可能的最大数据速率支持连接到Internet，各用户享受的支持是相同的公平的。采用图11(b)的串行接入方式，在Mesh路由器基本相同能力情况下，要公平就不能实现最大速率。这时，WR4通过WR3把用户终端以数据速率S4接入WGW，如果WR3有用户接入，WR3能支持的速率就是S3-S4，如果WR最大支持能力为S，则可能实现的公平接入是：S3=S4=S/2，WR4没有达到最大支持能力，WR3达到最大支持能力，但它直接联络的用户只能实现WR3部分接入能力。只有在WR3接入能力明显大于WR4接入能力时，串行接入方式对实现接入公平，才比较有效。这种接入公平性的考虑，也是实现网络各Mesh路由器最大能力的接入考虑，可使网络容量最大。

2.4 无线Mesh路由器配置技术

网络设备通常是指Internet接入点和Mesh路由器。在覆盖区域给定的情况下，WGW放置位置可以变动的话，放置位置的确定；在WR布局密度和数目给定情况下，放置位置的确定，是构建无线Mesh网络的基本研究课题。在大多数情况下，WGW位置是确定的，因此主要研究Mesh路由器的配置问题。

Mesh路由器的配置，如上节的路由选择所述一样，有并行配置和串行配置的两种方式。

为实现最大网络能力，需要凭借在串行配置下的多跳链路(路由)。这种链路为提高效率，采用分时工作，因此要研究避免碰撞的分时策略和处理方法。如图12所示。

采用串行配置，Mesh路由器的最大接入能力在不同位置有不同要求，可以通过不同调制方式和不同微区大小覆盖来转接任务大的Mesh路由器，使用高速传输技术，覆盖较小区域，减少用户终端直接接入需求量。

而在多跳末端位置的Mesh路由器由于转接工作少，可采用较低数据速率和较大区域覆盖，实现最优网络能力。如图13所示。

3 典型应用及标准

无线Mesh网络是针对Internet无线接入和应用发展起来的，它的典型应用主要表现在城市特定区域、复杂街区、建筑物群内外、办公区、家庭内等。英国Lam Tech公司推出的城市特定区域覆盖的无线Mesh网络，采用了90 Mb/s宽带Internet接入、4方向的定向天线收发；Motorola建在美国奥兰多的无线Mesh网络适合移动宽带接入，采用自适应传输、预优先MAC和路由协议；BelAir网络公司建于加拿大安大略湖边的802.11b无线Mesh网络，每个路由器有3个射频、8个方向的定向天线，可动态控制发射信号功率与数据速率，实现负载平衡的建筑物内外覆盖；Telabria公司建在英国Kent州的无线Mesh网络利用双载波与802.11兼容，实现家庭或办公地点的室内外覆盖。除此以外，推出无线Mesh网络，提供不同环境下的宽带数据服务的还有很多公司，如Aerial宽带公司、Firetide公司、Intel公司、Microsoft公司、Nokia公司、Notel网络公司、SkyPilot网络公司、Strix系统公司等。

所有這些公司推出的产品和应用，基本上都是以802.11、802.15、802.16标准为代表，有相应的基于无线Mesh技术和网络的标准建议。802.11s是为拓展802.11覆盖于2004年提出的，Intel公司和Cisco公司积极主导的，兼容802.11a/b/g的无线分布系统标准，可实现自动构建路径和自配置拓扑结构的多跳网络，同时支持广播和多播业务。802.15.1与802.15.4是Bluetooth和Zigbee的标准，均有构建无线Mesh网络的相关建议，其中802.15.1趋向于支持个人周边区域的无线低速率通信，用简便硬件支持窄带宽的多跳分散网络；802.15.4采用Mesh拓扑结构支持低速通信，更适合无线传感器网络应用。802.15.5是一种更适合于无线个域网(WPAN)的Mesh网络拓扑标准，易于网络构建，用于在不增加发射功率和影响接收灵敏度情况下拓展网络的覆盖，减小路由器冗余，可有效提高网络能力。802.16是WiMAX的技术标准，为扩展特别的用户链路，建议采用集中式调度和分布式调度。802.20和802.22是大区域覆盖的移动宽带高速无线接入系统标准，用于部分地区和室内外密集应用环境，是有利用无线Mesh网络的技术标准。

4 技术拓展新应用

无线Mesh网络，尽管是在Internet网络应用较早时期发展起来的技术，目前主要针对IEEE802系列的无线接入和网络的应用，但它的网络结构和组网方法在未来无线移动通信中，仍有极大的研究价值和应用前景。

4.1 3GPP LTE中的Mesh网络架构

3GPP组织从推动3G WCDMA的标准化研究和应用开始，使以WCDMA/TD-SCDMA为基础的第3代移动通信系统不断完善和增强。3GPP在现有3G移动通信系统(UMTS)R99之后，相继推出高速数据分组接入(HSDPA)的R5、高速上行分组接入(HSUPA)的R6的标准版本。进入21世纪以来，以IEEE 802系列为代表的宽带无线接入技术和标准建议受到了广泛关注，特别是它们更高的数据速率，对移动性的支持，逐渐形成了对现有移动通信系统的竞争态势。因此，为对抗这种技术竞争和市场竞争，3GPP在2004年启动了3G长期演进(LTE)项目。LTE系统使用20 MHz带宽，空中接口峰值速率下行100 Mb/s(频谱效率5 bps/Hz)、上行50 Mb/s(频谱效率2.5 bps/Hz)。采用IP网络作为承载网，为达到简化信令流程，缩短延迟的目的，LTE舍弃了UTRAN的RNC+NodeB的基站系统结构，完全仅由增强基站(eNB)组成。LTE系统的拓扑结构如图14所示，基站之间底层采用IP传输，在逻辑上通过X2接口互相连接，是传统的Mesh型网络。这样的网络结构设计，主要用于支持用户终端在整个网络内的移动性，保证用户的无缝切换。而每个基站通过S1接口和服务网关(SGW)相连。而S1接口也采用Mesh或部分Mesh型的连接形式，实现一个基站可以和多个SGW相连，为运营商和用户不断增长的需求提供更好的支持，希望做到今后10年甚至更长时间，一直保持UMTS系统优势。

4.2 无线移动系统中的Mesh转发器

移动通信中经常面临小区边缘间覆盖的空洞(信号弱不能稳定接收地点)和部分远端地区的接入要求，就利用直放站作简单的基站延伸，达到需要的覆盖要求。由于直放站过于简单，信号质量差，接入能力低，对周围干扰大，没有升级适应能力。近年，用引入Mesh技术的Mesh转发器代替直放站，是达到上述目的的有效手段，如图15所示。图中，基站能提供的覆盖有限，邻近小区间、高大障碍物后，都有信号微弱地区，引入Mesh转发器做中继后，能很好覆盖，并可在移动用户变动情况下，自适应调度Mesh转发器的工作状态，可根据需要最大负载运行或暂停工作，实现网络能力合理、有效。这样，采用Mesh转发器后，网络有扩展和重组能力，还可不断升级，对覆盖区域的任何用户提供高质量和高速率的宽带服务。

5 结束语

无线Mesh网络是为适应无线接入Internet需要而发展起来的一种网络，在传统的无线宽带接入系统中，得到了发展和应用。随着无线移动通信的高速发展和Internet的广泛应用，无线Mesh网络已经作为一种网络技术和网络形态，得到进一步的重视和开发，会逐渐成为无线移动接入网络的基本网络技术，渗透到未来各种无线网络中。

无线Mesh网络是随同Ad Hoc网络发展起来的，当初都是为了解决无线接入网络问题，但由于采用的技术手段各不相同(Ad Hoc靠移动用户终端支持路由功能、中继接入。无线Mesh靠固定设置无线路由器扩展覆盖接入)，其特性能力和应用明显不同。无线Mesh网络、适合个人终端应用、业务种类多、覆盖要求好、具有公共服务特性的应用场合。Ad Hoc网络更适合环境和应用复杂、任意性强、接入支持变动大的特别应用场合，比如无线传感器网络和军用网络。

6 参考文献

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[2] AKYILDIZ I F, WANG Xudong, WANG Weilin. Wireless mesh networks: a survey [J]. Computer Networks, 2005, 47(4): 445-487.

[3] OYMAN O, LANEMAN J N, SANDHU S. Multihop relaying for broadband wireless mesh networks: from theory to practice [J]. IEEE Communications Magazine, 2007, 45(11):116-122.

[4] NGUYEN U T, JIN X. Multicast routing in wireless mesh networks: Minimum cost trees or shortest path trees? [J]. IEEE Communications Magazine, 2007, 45(11):72-77.

[5] SKALLI H, GHOSH S, DAS S K, atel. Channel assignment strategies for multiradio wireless Mesh networks: Issues and solutions [J]. IEEE Communications Magazine, 2007, 45(11):86-95.

[6] WEI H Y, HAAS Z J. Interference-aware IEEE 802.16 WiMAX mesh networks [C]//Proceedings of 61st Vehicular Technology Conference(VTC2005-Spring): Vol5 (3102-3106), May 29-Jun 1, 2005, Stockholm, Sweden.

收稿日期：2008-02-25

朱近康，中國科学技术大学电子工程与信息科学系教授、博士生导师、个人通信与扩频实验室主任。曾任国家高技术研究发展计划资助项目(“863”计划)通信主题专家组成员、个人通信专家组组长，中国科学技术大学校学术委员会副主任，信息科学技术学院常务副院长和学术委员会主任。近年研究方向为无线移动通信方法和技术、CDMA与扩频通信、无线移动通信网及通信信号处理等。

作者：朱近康

协议开发的通信网络论文 篇3：

云环境下的虚拟网络智能监控分析关键技术研究与应用

摘要：该文主要研究云环境下的虚拟网络智能监控分析关键技术在电力行业的应用，首先论述了网络安全对电网安全稳定运行的重要性，虚拟网络监控对网络运维的重要辅助作用；然后分析了国内外在虚拟网络安全领域的应用技术发展；最后根据电力系统特点，设计了虚拟网络智能监控分析系统。

关键词：云环境；虚拟网络安全；智能监控分析；电力行业；运维

1背景

电力信息通信网作为电力系统的专用网络，为电力系统的生产安全、稳定运行提供了重要保障。电力系统中物理空间对信息空间的高度依赖性，也使网络安全的可靠性决定电力系统的安全性。在电力系统中，风险的传播方式具有明显的耦合性，即信息系统受到的故障破坏、网络攻击会通过各子系统影响到大量的量测、控制终端设备的监测能力，从而会进一步影响到电力系统物理空间设备的正常运行。

随着国网的不断发展，业务越来越繁多，业务之间的关联越来越复杂，而不同的业务对于底层基础网络的需求也不尽相同，有的业务对于时延非常敏感，要求底层基础网络可以保证低延时；而有的业务对于带宽需求很大，要求底层基础网络可以提供无阻塞的高带宽快速转发。在这样的情况下，传统的业务和网络紧密耦合的情况将越来越难满足现今多业务发展的情况，而为每一种需求的业务独立建设一张底层物理网络，不仅成本高昂，而且规模和管理都变得不可控。所以业务和底层网络解耦变得越来越重要，而虚拟网络通过在同一张底层物理网络基础上overlay不同的网络来满足不同的业务，很好地解决了这个矛盾。同时虚拟化带来了降低成本，业务部署灵活，支持业务平滑迁移，网络弹性伸缩等优点。但是因为虚拟网络无论从网络架构、网络设备以及流量转发等方面都与传统物理网络截然不同，因此对于传统网络运维管理来说是一个巨大挑战，具体体现在如下三个方面：

1）传统网络下，网络流量通过网络硬件设备如路由器、交换机等进行转发，而传统网络管理工具通过网管协议等与网络硬件设备交互，从而可以获取清晰的网络信息，从而对传统网络实现拓扑自动呈现，流量追踪，故障定位等。但是在虚拟网络中，网络流量通过虚拟主机及虚拟交换机进行转发，传统网管协议不再有效，流量甚至不经过物理网络设备。因此虚拟网络对于传统网络管理工具而言完全不可见，传统网络管理工具对于虚拟网络中的故障、流量、性能等无能为力。

2）传统网络边界分明，通常内部边界终止于TOR交换机，而外部边界终止于边界路由器或边界防火墙，可以用非常分明的界限画出传统网络的边界范围。而传统的网络管理工具也依据此进行开发和发展。但是在虚拟网络环境下，网络边界不再明晰甚至不存在一个明确的网络边界，对内，网络边界不在止步于TOR交换机，而是向下延伸至服务器内部，尤其对于同宿主机间不同虚机间流量，往往通过虚拟交换机就进行了转发，而不经过任何物理网络设备；而对外，因为NFV在网络中的应用，边界也不再終止于明确的物理网络设备，而是延伸至提供NFV功能的相关服务器中。加上Service Chain技术在虚拟化网络中的应用，流量往往在服务器内部进行了相应的转发，而不再经过物理网络设备。因此传统的网络管理工具在这种环境下不再有效，不再能探知明确的网络边界，对于虚拟网络内发生的一切都不可知。

3）传统网络中，业务部署于硬件服务器上，而硬件服务器的位置相对固定，很少改变。而随着业务的不断发展扩大，企业对于业务的高可用性及灵活部署的需求越来越高，传统网络的这种特点很难满足企业的新的需求。而虚拟网络环境中，业务部署于虚机上，通过虚拟网络或大二层技术实现数据中心内的二层联通，甚至跨数据中心的二层联通，基于此同时满足了业务的高可用性（双活或多活）以及业务的灵活迁移。而传统网络管理工具是为传统网络运维管理而开发，因此并没有考虑到这种业务平滑迁移的情况，因此传统网络管理工具无法感知业务的平滑迁移，因此在这种环境下，传统网络管理工具再次失效。

针对国网网络监管现状，研究设计虚拟网络智能监控分析系统，系统基于SDN软件定义网络技术，原生支持云内Vxlan+Oveday架构的虚拟网络，理解云内虚拟网络和资源映射关系，采用虚拟探针获取虚拟网络东西向流量，并通过大数据分析技术为用户提供高性能的资源池虚拟网络可视化和分析能力，同时也能提供基于TCP会话的Session级取证能力和NPB网包分发功能等增值应用，可以满足虚拟网络日常运维、分析、取证、免责等需求，解决国网虚拟网络流量无法监控的问题。

2国内外研究比较

虚拟网络技术研究虽然早就已经出现，但是直到近些年才逐步普及并且高速发展，因此对于虚拟网络的管理和分析就相对滞后。目前国内对于虚拟网络的流量监控依然是一个空白领域，缺乏行之有效的手段；而国际上在近年出现了一些对于虚拟网络流量监控的成熟方案和产品，主要掌握在网络和虚拟化的传统厂商手中。这其中以VMWare、Cisco和Gigamon为主，均推出了虚拟网络流量监控的解决方案和相关产品，并已有商用案例。但是因为国内外情况不同，加上以上厂商大多属于传统的网络大厂，其更核心的利润来源于已经成熟的虚拟软件或网络硬件设备，因此这些方案各有缺陷。经过细致的调查研究，对于这三家主流的虚拟网络流量监控的方案有了深入的了解和细致的分析。VMWare的方案主要针对VMWare的虚拟机的状态监控，如虚机的状态，资源占用情况，虚机的出流量及人流量统计等。但是对于流量的组成、应用及流量间的关联关系等没有任何的监控和分析；Cisco在2016年7月推出其数据中心网络监控平台Tetration可以实现对于数据中心虚拟网络的流量监控，其功能全面，但是因为Cisco本身是业界知名的网络设备硬件厂商，而其利润主要来源于硬件，因此Cisco的Tetra-tion也有其应用局限性，只能用于采用了Cisco Nexus9000系列交换机的网络中，对于采用其他厂商设备甚至Cisco其他系列设备的网络则无能为力；而Gigamon的方案则完全聚焦于虚拟网络的流量采集，对于采集后的数据则没有任何的分析功能，需要配合第三方数据分析工具协同工作。

3系统体系架构研究

目前业界对于虚拟网络的监控分析主要思路分为数据采集、数据分析和分析结果的可视化呈现三个步骤。而这其中最主要的思路和方式的区别在数据采集部分，因为虚拟网络不同于传统物理网络，无法采取通过网络管理协议与网络设备进行交互的方式获得相关数据信息，因此只能从数据本身人手。

目前对于虚拟网络的数据采集主要分为两类，其中一类是通过在业务虚机上安装插件或代理，将数据直接导出或经过简单处理后导出；另一类是通过在同宿主机上启用独立虚机，通过虚拟交换机将业务虚机流量镜像至该独立虚机，再通过该独立虚机上的相应软件将数据进行处理后导出。第一种方式不需要对虚拟交换机进行任何改动或操作，但是存在很大的安全隐患，若在业务虚机上安装的插件或代理本身有bug或有后门漏洞，则很容易被利用或因bug而导致该虚机崩溃，从而造成业务数据泄露或严重影响业务运行。而第二种方式虽然需要在虚拟交换机上进行简单配置，将业务流量镜像至采集虚机，但是因为采用了独立虚机进行数据采集，因此无论采集软件自身有bug或有后门漏洞，对于业务都不会有任何影响，且不会造成业务数据的泄露。因此，此次基于云环境下的虚拟网络智能监控分析系统方案中，数据采集部分采用第二种独立虚机方案。

数据采集后需要将采集的数据通过生产网络或管理网导出至分析节点进行分析。数据的导出业界目前主要也有两种方案。第一种数据采集后不进行任何处理，直接将数据全包导出至分析节点进行处理和分析；第二种数据采集后直接在采集器上进行相应的处理，然后将处理后的数据导出至分析节点进行分析。第一种看似虽然减轻了采集器的负担，但是将数据全包导出，若数据流量较大，尤其对于中大型数据中心而言，因为导出的数据需要通过生产网络或管理网络导出，那么势必将严重影响生产网络或管理网络的正常运行，将直接导致正常业务访问延迟或管理流量延迟。而第二种方案在不过多增加采集器负担的情况下，通过采集器将数据处理后再导出，大大降低了对于生产网络或管理网络的负担，不会对于正常业务或管理流量产生过多影响。因此，此次基于云环境下的虚拟网络智能监控分析系统方案中，数据导出部分采用第二种先处理后导出的方案。

3.1系统主要架构

虚拟网络智能监控分析系统解决方案主要包含控制器、采集器和分析器三个组件，整体分为数据采集、数据分析和数据可视化呈现三个部分。主要架构示意如下图：主要核心组件示意图如下：

3.2系统技术原理

3.2.1数据采集

物理网络通过在物理交换机上做镜像，或在链路上做分光方式将物理网络的数据导出至分析节点进行数据分析；虚拟网络通过在Hypervisor上创建独立虚机安装采集器，在虚拟交换机上通过镜像将业务虚机流量镜像至采集器虚机，采集器处理后将处理后的流导出至分析节点进行分析；通过以上的方式实现全网全量的数据采集能力。

3.2.2数据分析

处理后的流经过交换机汇总转发至分析集群，在分析集群中通过大数据分析技术，对网絡行为进行自动识别、自动关联、自动判断、自动结论，从而实现智能运维。并根据业务模式，通过大数据技术对业务行为进行预测，对业务对未来网络的需求进行预判，从而为网络运营、规划设计、建设等提供可靠依据。

3.2.3数据可视化呈现

分析后的数据送人控制器节点，通过GUI将各类数据进行丰富的可视化呈现。

虚拟网络智能监控分析系统实现方式示意如下图：

3.3系统核心技术

虚拟网络智能监控分析系统方案中涉及四大核心技术：非侵入式数据采集技术、流量数据自动预处理技术、按需流量分发技术、智能数据分析技术。

3.3.1非侵入式数据采集技术

对云数据中心流量进行全网采集，需要在业务网络中部署尽量多的采集点。传统的三层网络架构和Spine-leaf的Fabric架构是目前云数据中心采用的主要网络架构，二者在互联方式和可扩展性上有很大的不同，但从流量采集角度看，主要区别在于外部出口（运营商、DCI等）位置。考虑到不对生产网络产生影响，采用非侵入式数据采集，不改变现有生产网络结构。通过创建独立虚机，并在之上部署采集器方式对虚拟网络进行数据采集。采集到的流量通过流量分发交换机，以基于“源IP+目的IP哈希”的负载均衡算法，分发到后端分析节点进入数据分析集群处理流程。

3.3.2流量数据自动预处理技术

为不过多占用生产网带宽资源，采用在采集器上先对数据进行处理，处理后的数据远远小于原始数据，对处理后的数据重新封装为流再导出至分析节点进行分析。

3.3.3按需流量分发技术

为对已有分析工具包括传统网络流量分析管理工具进行投资保护，及为与后续未来部署的其他分析工具诸如大数据分析平台等兼容对接，将采集到的流量通过策略灵活导出到不同的数据分析平台。将物理服务器的网卡数据包自动分发到相应虚拟服务器，将物理网络和虚拟网络的数据包采集汇总后，通过自定义策略自动分发至对应的数据分析工具。虚拟网络智能监控分析系统具备网包分发（NPB Network Packet Broker）功能，通过将符合过滤策略的流量按需镜像到第三方分析工具（如DPI、APM等设备）进行特定分析。

3.3.4智能数据分析技术

基于SDN软件定义网络架构，采用DF-DFI深度流监测技术和大数据分析架构对网络流量数据进行处理分析，数据处理过程包含：数据预处理、实时分析、数据存储、离线分析等主要步骤及相关技术。根据业务模式建立流量模型，通过大数据技术和机器学习算法，对网络流量进行行为识别、行为判断和行为预测，实现虚拟网络故障智能诊断。

4结束语

虚拟网络智能监控分析系统可以实现在不影响业务的前提下对虚拟网络数据进行采集，并通过大数据分析技术对流量进行分析，可视化呈现出虚拟网络拓扑、虚拟网络性能以及虚拟网络状态，可以对虚拟网络故障实现快速发现、快速定位、快速解决。该系统同时具备历史回溯功能，可以对网络事件前后的虚拟网络状态进行分析，了解事件状况。可以有效帮助网络运维人员对虚拟网络进行运维管理，使虚拟网络不再成为网络运维的黑盒子。

作者：陆宏波