基于SDN 智能网关的智慧家庭
基于SDN技术的网关管理平台云化建设方案
基于SDN技术的网关管理平台云化建设方案摘要:软件定义网络实现了控制与转发分离,可以满足不断变化的计算和存储需求,近年来被广泛应用于新兴技术领域｡文章描述网关终端从完整版智能网关演进至SDN(软件定义网络)网关的过程,说明SDN家庭网关管理平台在网关轻量化后成为业务管理和实现的关键｡阐述SDN家庭网关管理平台的功能架构和技术架构,给出构建平台的云化部署方案,涵盖部署原则､节点架构､资源模型､云化组网､带宽保障等｡最后基于系统组件的安全运行机制以及多节点之间的容灾机制给出平台的高可用方案｡关键词SDN(软件定义网络);网关;云化;容器软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN)的概念,最初来源于2006年斯坦福大学的CleanSlate研究项目｡由于具备灵活性､开放性､可编程性和虚拟化等特点,SDN很快得到了工业界和研究领域的青睐,一直处于不断的发展和进化之中｡SDN实现了控制与转发的分离,构成了以控制器为中心的集中式控制网络架构,因而具备了广泛和详细的全网络视图;同时也因为采用开放式架构和使用开源软件等原因,SDN也为各种类型应用程序的部署和应用提供了广泛的可能性｡相对于传统网络,SDN可以满足各种应用条件下不断变化的计算和存储需求｡近年来,SDN被广泛应用于数据中心､移动通信和5G､智慧城市､物联网､区块链等诸多新兴技术领域｡1SDN家庭网关管理平台系统架构由上面网关终端的演进阐述可以看出,包含网关控制器功能的SDN家庭网关管理平台在网关轻量化后成为业务管理和实现的关键｡SDN家庭网关管理平台基于OpenFlow协议､OVSDB(开放虚拟交换机数据库)协议及自定义JSON-RPC(基于JavaScript对象标记协议的远程调用服务)扩展提供对SDN家庭网关的统一管理和业务远程配置､软件远程升级､故障诊断等功能｡平台提供一组开放化接口OpenAPI(开放的应用程序编程接口),通过OpenAPI与各差异化的应用平台进行灵活对接｡SDN家庭网关管理平台系统架构涉及各部分的功能描述如下｡SDN家庭网关:基于SDN技术的智能网关设备,实现家庭环境下各类终端之间的设备互联､控制､网络路由等功能,通过IP网络为用户提供丰富的智慧家庭服务。
基于SDN的智能家居网络拓扑设计与实现
基于SDN的智能家居网络拓扑设计与实现智能家居网络作为物联网技术中的一个重要应用领域，近年来受到了越来越多的关注。
随着智能家居设备的逐渐增多和用户对于智能化生活的需求不断提升，对于智能家居网络的设计和管理也提出了更高的要求。
传统的家庭网络架构由于缺乏灵活性和智能性，已经无法满足日益增长的智能家居网络的需求。
因此，如何利用新兴的软件定义网络(Software Defined Networking, SDN)技术来设计和管理智能家居网络，成为了当前亟待解决的问题。
智能家居网络的拓扑设计是整个系统的基础，它直接影响到网络的性能、稳定性和安全性。
传统的家庭网络拓扑结构通常是单一的物理拓扑，难以满足智能家居设备不断增加和网络信息传输多样化的需求。
通过引入SDN 技术，可以将网络的控制平面和数据平面进行分离，从而实现网络的灵活性和可编程性。
借助SDN技术，智能家居网络可以根据不同应用场景和设备需求进行动态调整和优化，提高网络的智能性和自适应性。
在智能家居网络拓扑设计中，一个重要的问题是如何构建一个高效的网络架构来支持多样化的智能家居应用。
根据智能家居设备的特点和应用需求，可以将网络划分为核心网络、边缘网络和终端网络三层结构。
核心网络用于数据交换和传输，承担着网络流量的转发和路由功能；边缘网络则负责连接智能家居设备和核心网络，提供更快速的数据传输和更低延迟的服务；终端网络则是智能家居设备的接入网络，用于连接各种智能家居设备和传感器。
基于SDN的智能家居网络拓扑设计需要充分考虑网络的可扩展性、灵活性和可靠性。
通过引入SDN控制器，可以实现对整个网络拓扑的集中管理和控制。
SDN技术可以根据网络流量和负载情况实时调整网络架构，优化路由路径和负载均衡，提高网络的性能和可靠性。
此外，SDN技术还可以实现网络虚拟化和隔离，在保障网络安全的同时提高网络资源的利用率。
在实际应用方面，基于SDN的智能家居网络拓扑设计还需要考虑网络设备的互联互通和智能家居应用的需求。
SR+SDN技术在广电IP城域网中的应用实践
1 引言上海是国内最早在有线电视网内部署IP城域网并实现数据双向通信的城市之一。
作为上海地区唯一的广电网络运营商，东方有线网络有限公司（以下简称“公司”）在2000年对有线电视网络进行了升级改造，在原有单向广播电视传输网基础上，基于HFC 接入技术构建了一张具备双向数据通信的千兆IP城域网，为家庭用户提展和在媒体领域的广泛应用,公司现有的IP城域网络已然成为了性能瓶颈，难以满足诸如8K超高清、千兆宽带、无线通信、智慧城市、物联网、工业互联网等新业态的快速发展需要。
此外，公司IP城域网络还面临着设备老旧、维护及投资成本高、配置复杂、SR（分段式路由）作为下一代IP/MPLS技术，其概念和体系最早由美国思科公司于2013年首次提出，近年来在国外顶级运营商和OTT网络中进行了研究和部署试点。
其源路由和无状态特性使其成为IP网络下一代发展的关键技术，用以支撑基于业务和摘要：东方有线网络有限公司正在按照国家广播电视总局关于有线电视网络升级改造的指导意见，立足长三角一体化发展大局，结合自身业务发展的特点对IP城域网进行重塑。
本文将以SR技术及SDN智能控制平台作为重点研究方向，探索构建以家庭宽带、VOD交互式点播、政企专线、5G通信等多业务融合的新型IP城域网。
本文理论性的研究结合案例的应用实践，也可为其他各省有线电视网络的升级改造提供一定的指导和借鉴。
关键词：多业务融合 SR-TE SDN SR 智能控制92 . 93. 方式（基于拓扑、基于服务等）指示接收到这些数据流的网络设备（节点）如何去处理和转发这些数据流。
由于除了源节点之外的节点不需要存储和维持任何流状态信息，因此SR 能在IP 网络中提供高级流量引导能力，同时在数据平面和控制平面中保持可扩展性。
2.2 SR 的流量工程SR 流量调度的解决方案称为SR 流量工程（以下简称“SR-TE”）。
SR-TE 将网络管理人员的设计目标转换为“SR 策略”，并且将这些策略编辑到网络中。
《2024年OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》范文
《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步和物联网技术的迅猛发展，智能家居已成为现代人生活的重要组成部分。
而在这个背景下，以OneNET 云平台为基础，设计并实现基于WiFi的智能家居监控系统具有十分显著的实际意义。
该系统可以为用户带来便利，满足不同居住空间、场景的需求，使居住生活更为安全、智能。
本文旨在介绍在OneNET云平台下设计并实现基于WiFi的智能家居监控系统的过程。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要包含WiFi通信模块、传感器模块、执行器模块等硬件部分。
其中，WiFi通信模块负责与OneNET云平台进行数据交互；传感器模块则负责采集环境信息，如温度、湿度、光照等；执行器模块则根据用户的指令或系统算法的决策进行相应的操作。
2. 软件设计在软件设计方面，我们采用OneNET云平台提供的API接口进行数据交互。
通过OneNET平台的MQTT协议，系统可以实现实时数据传输和远程控制功能。
同时，我们还设计了用户界面，方便用户进行操作和查看系统状态。
3. 系统架构本系统采用云计算和物联网相结合的方式，通过WiFi网络连接各设备。
OneNET云平台作为数据处理中心，负责数据的存储、分析和传输。
系统架构分为感知层、网络层和应用层。
感知层负责数据采集，网络层负责数据传输，应用层则提供用户界面和数据处理功能。
三、系统实现1. 数据采集与传输传感器模块通过WiFi网络将采集到的环境信息传输至OneNET云平台。
OneNET平台对数据进行处理后，将结果发送至用户终端或执行器模块。
2. 用户界面设计我们设计了简洁易用的用户界面，用户可以通过手机或电脑进行操作。
界面上可以查看实时数据、历史数据、设备状态等信息，并可以进行远程控制。
3. 执行器模块控制执行器模块根据用户的指令或系统算法的决策进行相应的操作。
例如，当室内温度过高时，系统可以自动开启空调进行降温；当室内光线过暗时，系统可以自动开启灯光进行照明。
基于融合智能网关的开放兼容智慧家庭解决方案初探
基于融合智能网关的开放兼容智慧家庭解决方案初探
张雨甜
【期刊名称】《信息通信》
【年(卷),期】2018(000)004
【摘要】智慧家庭是推动我国信息社会发展和促进信息消费的重要内容,文章首先介绍了智慧家庭的基本概念,分析了行业发展现状及存在的问题;其次,详细介绍了通信运营商主导的基于融合智能网关的智慧家庭解决方案;最后,着重从连接能力和平台能力这两个方面,阐述了如何实现解决方案的开放兼容.
【总页数】3页(P146-147,149)
【作者】张雨甜
【作者单位】华中师大一附中,湖北武汉430223
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.44
【相关文献】
1.为三网融合提供开放、灵活、兼容的系统解决方案——访Nagra中国区总经理欧阳锋（Francois Aubaniac）先生 [J],
2.烽火携智能网关探路智慧家庭 [J],
3.基于家庭智能网关的智慧家庭技术和业务方案 [J], 汤敏健;贾夏俊;徐江山;梁国平
4.如何让智慧家庭触手可及？——访华为OpenLife运营商智慧家庭解决方案总经
理曾小龙 [J], 李映
5.智慧家庭,畅享智能绿色生活——长虹智慧家庭整体解决方案介绍 [J],
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基于SDN 智能网关的智慧家庭
用户智能家居业务数据
Connect
Intelligence
Analytics
SDN 智能网络平台
流表下发到网ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 连接设备到云端
用户流量，时长，内容等数据采集和分析
开通加速的 用户数据流
10
SDN智能网络平台：主要功能
开放的接口让新业务快速部署成为 可能
开放的接口
集中式的网络管理，简化运维，降 低运营成本
9
基于SDN网关的智慧家庭生态系统: 系统架构
用户远程访问智能家居
家庭云平台
控制服务器
数据服务器
网络加速平台
合作伙伴通过Portal动态加载 新业务，或查看业务状态， 进行 数据分析
第三方平台Portal
用户自服务 APP
用户通过搜索或者弹框开通 网络加速，智能家居等业务
控制命令
Cloud Connector
SDN 智能网络平台
2. SDN智能网络平台设置 相应的流表规则 1. 用户通过自服务APP搜索和 按需订购定向加速业务
境外运营商 国内其他运营商
ChinaNet
境外运营商 CN2
未加速的用户数据
BRAS/SR
城域网
3. 用户的流通过加密隧道到相应加速平台，实现网络加速
网络加速平台
不需在终端侧安装任何软件，用户可以通过自服务APP随选，按需， 实时地开通网络加速业务。
4
SDN智能网关平台解决方案：打造新一代智慧家庭生态系统
当前智慧家庭生态系统
基于SDN网关的智慧家庭生态系统
云平台
来自不同厂商的家庭云服务
缺乏动态网络调度，无法保证网络安全 很难进行大数据采集和分析
云平台
《2024年用户驱动型NDN智能家居控制系统的设计与实现》范文
《用户驱动型NDN智能家居控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步和人们生活品质的日益提高，智能家居系统逐渐成为现代家庭不可或缺的一部分。
为了满足用户日益增长的需求，本文提出了一种用户驱动型的NDN（命名数据网络）智能家居控制系统。
该系统以用户为中心，结合NDN的特性，实现了智能家居的智能化、便捷化和个性化。
二、系统设计1. 系统架构本系统采用分层设计的思想，分为感知层、网络层和应用层。
感知层负责采集家居环境中的各种信息；网络层利用NDN的特性，实现信息的高效传输；应用层则根据用户的需求，提供各种智能家居服务。
2. 用户需求分析在系统设计阶段，我们首先对用户需求进行了深入的分析。
用户需求主要包括：便捷的操作方式、个性化的控制策略、实时的信息反馈等。
针对这些需求，我们设计了相应的功能模块。
3. NDN技术应用NDN作为一种新型的网络架构，具有高效的数据传输、灵活的内容寻址等优势。
在本系统中，我们利用NDN的特性，实现了智能家居信息的高效传输和个性化控制。
三、关键技术实现1. 感知层技术实现感知层主要通过各种传感器采集家居环境中的信息，如温度、湿度、光照等。
我们采用了先进的物联网技术，实现了传感器与控制中心的无线通信，保证了信息的实时性和准确性。
2. NDN网络层技术实现网络层是本系统的核心部分，我们利用NDN的特性，实现了信息的高效传输。
在NDN网络中，我们采用了内容寻址的方式，使得信息传输更加高效和灵活。
同时，我们还采用了多路径传输技术，提高了系统的可靠性和稳定性。
3. 应用层功能实现应用层根据用户的需求，提供了各种智能家居服务。
我们设计了直观易用的操作界面，用户可以通过手机、平板等设备远程控制家居设备。
同时，我们还提供了个性化的控制策略，用户可以根据自己的需求设置不同的控制策略。
此外，我们还实现了实时的信息反馈功能，用户可以随时了解家居环境的状况。
四、系统测试与优化在系统开发完成后，我们进行了详细的测试和优化工作。
云计算中的虚拟网络与SDN技术应用案例
云计算中的虚拟网络与SDN技术应用案例虚拟网络和SDN技术的应用案例随着云计算的迅猛发展，虚拟网络和软件定义网络（SDN）技术成为了现代网络架构中的重要组成部分。
虚拟网络将计算机网络的功能与硬件解耦，提供更灵活、可扩展的网络服务。
而SDN技术则将网络控制平面与数据平面分离，使得网络的管理和控制更加集中和可编程。
本文将介绍虚拟网络和SDN技术在实际应用中的案例。
首先，虚拟网络和SDN技术在数据中心网络中的应用是最为广泛和显著的。
在传统的数据中心网络中，网络设备的配置和管理繁琐，不易于扩展和维护。
而利用虚拟网络和SDN技术，数据中心网络可以实现自动化配置、灵活的拓扑结构和资源隔离等功能。
例如，某大型云服务供应商采用虚拟网络和SDN技术，通过软件定义的方式构建了一个按需资源分配的数据中心网络。
用户可以根据实际需求自动分配网络资源，实现了网络资源的高效利用和灵活管理。
其次，虚拟网络和SDN技术还在广域网络中得到了广泛的应用。
传统的广域网络通常需要部署大量的物理设备和路由器，维护成本高且不稳定。
通过虚拟网络和SDN技术，广域网络的部署和管理变得更加灵活和可靠。
举例来说，某跨国企业的多个分支机构之间需要建立连接，传统的方法需要购买昂贵的专用线路。
而采用虚拟网络和SDN技术，这家企业可以通过云平台自动创建虚拟专用网络，实现分支机构之间的安全和高效通信。
而且，虚拟网络和SDN技术可以轻松实现网络拓扑结构的改变和带宽的调整，提高了广域网络的可扩展性和灵活性。
此外，虚拟网络和SDN技术也在智能城市和物联网领域得到了广泛的应用。
在智能交通系统中，虚拟网络和SDN技术可以协助实现智能化的交通管理和优化调度。
例如，虚拟网络和SDN技术可以实现智能交通灯的控制，根据实时的交通流量和需求情况调整交通灯的信号。
在物联网领域，虚拟网络和SDN技术可以实现对大规模设备的管理和控制。
例如，某智能家居系统利用SDN技术将家庭设备连接到虚拟网络中，实现设备间的互联和智能化控制。
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2. SDN智能网络平台设置 相应的流表规则 1. 用户通过自服务APP搜索和 按需订购定向加速业务
境外运营商 国内其他运营商
ChinaNet
境外运营商 CN2
未加速的用户数据
BRAS/SR
城域网
3. 用户的流通过加密隧道到相应加速平台，实现网络加速
网络加速平台
不需在终端侧安装任何软件，用户可以通过自服务APP随选，按需， 实时地开通网络加速业务。
SDN 智能网关平台ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
让每个家庭成为智慧家庭
我们的目标
真正的开放平台 通过SDN技术打造一个在云端适配任何协议的开放平台。以全新的，开放的，动态的方式接入第三方智慧 家庭新业务 业务APP化 将智慧家庭业务通过电商式Apple Store的方式提供给消费者，实现业务按需，随选，实时开通。 极佳的用户体验 完全的自动配置，任何设备的即插即用，快速的应用与设备的交互能力。 安全的家庭网络 掌控用户的网络入口， 提供安全的家庭网络环境。
4
SDN智能网关平台解决方案：打造新一代智慧家庭生态系统
当前智慧家庭生态系统
基于SDN网关的智慧家庭生态系统
云平台
来自不同厂商的家庭云服务
缺乏动态网络调度，无法保证网络安全 很难进行大数据采集和分析
云平台
云平台
来自不同厂商的家庭云服务动态接入
SDN智能网关平台
1. 提供网络开放能力，动态加载新的智能家庭应用 2. 提供网络智能调度，网络安全和QoS 3. 海量数据采集和开放能力
面向用户
• 物联网设备零配置联网 • 一站式自服务门户 • 应用互动，设备操控
• 空气净化
…
• 智能照明
• 视频聊天
• 视频监控
• 家庭存储
…
• 智能空调
通过SDN智能网络平台的开放接口， 提供网络即服务能力（NaaS），构建智慧家庭生态系统。
8
SDN智能网关平台解决方案：定向加速
Connect Intelligence Analytics
2
产品介绍：SDN智能网络平台
SDN智能网络平台模块
自服务Portal 第三方Portal
电信业务
第三方应用
宽带
IPTV
NMS
网络管理
语音
定向加速
智能家居
Open API:开放的北向接口
业务管理/编排
SDN 控制器
家庭SDN网关
OpenFlow/ovsdb/JSON-RPC 开放的南向接口
物联网
企业应用
12
Thank you！
13
第三方Portal 通过API动态加载新业务，通 过HTML5自动生成手机APP
elink alink hilink
任何协议
任何私有协议
提供一个真正完全开放的平台，在云端， 而不是在网关上适配中国电信elink, 阿里alink, 华为 Hilink, 或者任何私有协议。为第三方智慧家庭应用提供动态的，全开放的接口。
9
基于SDN网关的智慧家庭生态系统: 系统架构
用户远程访问智能家居
家庭云平台
控制服务器
数据服务器
网络加速平台
合作伙伴通过Portal动态加载 新业务，或查看业务状态， 进行 数据分析
第三方平台Portal
用户自服务 APP
用户通过搜索或者弹框开通 网络加速，智能家居等业务
控制命令
Cloud Connector
SDN智能网关平台：提供边缘云计算能力 （Fog Computing）
云平台
云平台
SDN智能网关平台
雾计算能力
• 将云计算，云存储， 云控制下移 • 减小云端带宽需求， 减小用户时延 • 提供海量设备管理能力和数据采集能力 • 避免造成流量拥堵和安全隐患
统一APP入口
提供一个动态的， 智能的和分层式的网络控制能力。SDN可以调整 数据聚集， 将有些数据保存在网络边缘 （控制器）， 而无需传到 核心云平台，避免流量拥堵， 同时提高网络处理能力。
BSS/OSS
企业SDN网关
SDN智能网络平台的目标是重构家庭和政企接入网络， 打造开放的， 敏捷的， 智能的， 按需的新型网络平台，实现网络即服务。 系统由SDN网关，SDN控制器，业务管理与编排系统，自服务平台，自服务APP等模块组成。
3
当前智慧家庭陷入困局
架构封闭
进入智慧家庭的厂商越来越多，但各自使用自己的传输协议打造自己的产业链， 同质化严重。 业界缺乏一个物联网的标准传输协议，也没有一个物联网的开放架构可以动态加载新业务。
基于SDN网关平台的智慧家庭：提供开放的物联网平台
电商云
智能家居
智能安防
智能云存储
移动医疗
老人看护
面向产业链
• 提供安全，可靠的网络平台 • 流量控制，智能路由 • 业务交付能力和QoS • 海量数据开放
C业o务nn策e略ct 业In务te动llig态e加nc载e 流A量n控aly制tics
SSDDNN智智能能网网络络平平台台
多个应用APP
连接云端 通信模块
统一APP入口
来自不同厂商的不同通信协议的智能硬件， 都需要内置连接云端的通信模块 设备配置繁琐， 故障率高， 使用周期短
各类硬件通过SDN网关通信，不需要内置通信模块。即插即用，用户 体验好
5
SDN智能网关平台：真正开放的智慧家庭平台
云平台
云平台
任何协议
任何协议 SDN智能网关平台
集中管理
用户数据的采集、挖掘和分析
大数据分析
SDN 网络平台
自动配置
零接触、基于策略智能化按需动态 配置，即插即用
网络可视化
用户流量可视化
远程诊断 自服务
远程轻松搞定网络故障，强大的网 络自测试平台
用户可视、随选、实时、按需自服 务式的网络体验
11
产品介绍：自服务APP
业务商城：提供SDN物联网，智能家居，网络加速， VPN，企业应 用等业务自助式搜索，开通能力。 业务集成：和第三方APP应用集成，为用户提供一站式平台型服务。 设备监控：监控设备状态，业务状态，流量信息， 连接终端信息等。 设备管理：可以远程对SDN网关和相连设备进行配置，维护，诊断，升 级，重启等操作。再也不需要用Web界面来配置了。 WiFi管理：设置SDN网关WiFi配置和安全， 也可设置第三方网关。 绿色上网：为父母提供Parental Controls服务。
用户体验差
大批创业者及大中小型企业入局智慧家庭市场，但大多数厂商缺乏产品的研发经验积累， 产品使用起 来太复杂，产品故障率高，用户难以长期使用。
硬件耦合度高
在硬件和云端接入上，目前的厂商采用在硬件上加载通讯模块的方式。这种方式导致硬件和平台的深度 耦合，每次功能更新都需要更新硬件，产品维护太复杂。
缺乏大数据 目前的智慧家庭应用缺乏多维度的大数据采集和分析能力，在缺乏数据的情况下无法实现服务的价值。
用户智能家居业务数据
Connect
Intelligence
Analytics
SDN 智能网络平台
流表下发到网关 连接设备到云端
用户流量，时长，内容等数据采集和分析
开通加速的 用户数据流
10
SDN智能网络平台：主要功能
开放的接口让新业务快速部署成为 可能
开放的接口
集中式的网络管理，简化运维，降 低运营成本