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。

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。

《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
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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《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。

《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、引言随着科技的发展和人们生活品质的提高，智能家居逐渐成为现代家庭生活的重要组成部分。

本文将介绍在OneNET云平台下，基于WiFi技术的智能家居监控系统的设计与实现。

该系统旨在通过物联网技术实现对家庭环境的智能化监控和管理，提高居住的便捷性、安全性和舒适性。

二、系统设计（一）系统架构设计本系统采用C/S（客户端/服务器）架构，主要由前端设备、WiFi通信模块、云平台和用户终端四部分组成。

前端设备包括各类智能家居设备，如智能门锁、智能照明、智能安防等；WiFi通信模块负责将前端设备与云平台进行连接；OneNET云平台作为数据的中转站，负责数据的存储、处理和转发；用户终端则通过互联网访问OneNET云平台，实现对家居环境的远程监控。

（二）功能模块设计1. 数据采集模块：负责从前端设备中采集各种环境数据和设备状态信息。

2. 数据传输模块：通过WiFi通信模块将数据传输至OneNET 云平台。

3. 云平台处理模块：对接收到的数据进行处理、存储和分析，为用户提供各种服务。

4. 用户界面模块：用户通过手机App、网页等终端访问云平台，实现对家居环境的远程监控和控制。

（三）技术实现本系统采用成熟的WiFi通信技术，实现前端设备与云平台之间的数据传输。

在数据传输过程中，采用加密技术保证数据的安全性。

在云平台方面，采用OneNET提供的物联网开发套件，实现数据的存储、处理和转发。

在用户终端方面，提供手机App、网页等多种访问方式，方便用户随时随地进行家居监控。

三、系统实现（一）前端设备接入前端设备通过WiFi模块与云平台进行连接，实现数据的采集和传输。

在设备接入过程中，需要配置设备的网络参数，如SSID、密码等，确保设备能够正常连接到WiFi网络。

同时，需要在云平台上注册设备，为设备分配唯一的标识符，以便后续的数据处理和转发。

（二）数据传输与处理数据从前端设备采集后，通过WiFi模块传输至OneNET云平台。

电信智慧家庭智能组网四川在线消息(记者钟林生谢昕如)只动动口，电视、空调、小家电、窗帘就能听从指挥;说话发指令，智能音箱就能答问题、播音乐、报天气、播新闻;家里的电视，不仅可以提醒吃药，还能帮忙在四川省医院挂号7月19日，中国科技城(绵阳)迎来家庭宽带的第九次大升级，电信智能宽带独家上市，为科技城的智慧生活再添一张新名片。

据介绍，智能宽带是目前中国电信独有，且具有智能控制功能的宽带。

与传统宽带不同，智能宽带可带来全新的智慧生活方式，它基于智能网络，通过智能平台，利用智能终端，实现家人、家电、家居间的智能连接。

网络智能家中网速收放自如智能网络是中国电信经历九次宽带大升级后，独家打造的具有智能控制功能的宽带网络。

在智能宽带独家上市发布会上，中国电信绵阳公司副总经理陈胜军介绍说，智能网络不仅具有每个家庭独享的高速通道，还具备自动提速、实现千兆到家、WiFi延伸覆盖等功能，并引入了SDN/NFV等新技术，增量先行，兼顾现网，打造软化、云化、智能化网络，实现网络与IT融合开放。

简单举例来说，升级到智能网络后，用户家中的带宽可以实现带宽自助，比如我们玩游戏、看电影、传接文件时，网速可以自动提升，瞬间达到千兆带宽;相关设备处于待机状态时，网速又能自动降下来，避免不必要的带宽浪费。

陈胜军说道。

平台智能智慧生活一件搞定据陈胜军介绍，除智慧网络外，电信智能宽带还配套了专用的综合智能平台。

该平台在客户端呈现的是一款操作简单的综合APPi视视，通过这个APP，就能将传统家电智能化，比如将手机变成遥控器，又或者将手机上的内容甩屏到电视机上观看。

更重要的是，通过该APP的魔方功能，还可连接所有智慧生活场景，遥控管理空调、电视、空气净化器、扫地机器人、灯光、窗帘等等，都可以通过i视视APP完成。

魔方可实现各类智能终端的连接管理，并通过标准化能力开放，汇聚产业汇聚物联网应用。

目前，魔方已云集腾讯、阿里、百度、小米等品牌企业200余家，登记注册设备近1000款，可通过APP、电视屏、语音等多种交互方式为用户提供智能生活或行业应用服务。