以车联网等为典型应用的自组织网络是万物互联的最常见形式,已成为大众工作和生活最为依赖的基础性网络。受到网络僵化问题和移动性的制约,自组织网络的创新缺乏内生动力,使得人们对自组织网络服务的期许无法得到根本性满足。因此,开放网络核心功能、提升自组织网络服务能力是自组织网络可持续发展的最迫切需求。近年来,灵活可编程的软件定义网络,为实现以服务为导向的网络功能组合提供了现实依据。融合了软件定义思想,软件定义自组织网络具备了强大的可操控性。因而,面向软件定义自组织网络的网络功能组合,被认为是提升自组织网络服务能力的根本性方法。目前,面向软件定义自组织网络的网络功能组合机制研究存在以下问题:(1)相关研究和成果多集中于网络局部性能的改善,极少触及网络功能结构设计的本质性创新;(2)传统的自组织网络内部功能结构相对封闭,缺失实现动态网络功能组合的能力;(3)拓扑频繁变化显著增加服务中断的可能性,目前链路恢复机制难以保障网络服务持续有效。本文针对软件定义自组织网络中实现网络功能组合面临的以上三个问题,以软件定义自组织网络功能结构设计创新为出发点,以实现网络功能结构的柔性控制、抽象分解和动态组合为手段,将自组织网络服务能力具体化为网络基础互联传输能力、服务提供能力和服务保障能力逐一提出解决方案。首先,分析软件定义自组织网络功能结构的柔性控制机制,建立可扩展的网络控制平面和灵活的数据平面,支持控制流与数据流的高效传输;其次,分解和抽象网络功能组合的基本单元——元协议,构建网络节点内部和全网范围内实例化的网络功能组合——动态协议栈,以此改善节点性能和优化网络路由,保证动态提供网络服务;第三,提出链路故障下网络服务快速、有效的恢复方法,保障持续提供网络服务。具体地,本文主要研究成果如下:1.针对软件定义自组织网络在功能结构设计上创新乏力问题,本文针对软件定义自组织网络控制要素、功能结构和控制方式等本质性问题提出研究思路和设计原则。首先,合理收敛软件定义自组织网络的控制要素,支持SDN向移动性扩展;其次,建立“物理上分布,逻辑上集中”的软件定义自组织网络混合式控制结构,分析网络控制平面和数据平面工作流程,支持软件定义自组织网络简单组网;第三,在混合式控制结构下,针对移动组网需求,设计控制器选举算法;最后,分析、比较控制平面与数据平面性能,从算法收敛时间、资源代价等方面,验证了软件定义自组织网络具备良好的基础互联能力。2.针对软件定义自组织网络缺失网络功能组合基本单元的问题,本文分解和抽象软件定义自组织网络功能的基本单元——元协议,并通过构建动态协议栈提升网络节点的服务提供能力。首先,依据混合式网络控制结构,将软件定义自组织网络功能基本单元抽象为元协议,以开放网络核心功能;其次,提出基于元协议的网络节点构建方法,兼容传统网络节点;第三,以服务需求为依据,兼顾资源与效用,具体设计节点内动态协议栈构建算法;最后,仿真相关算法,分析节点性能。结果表明,以上算法能够取得更高的服务接受率和实例平均效用;验证了具备网络功能组合机制的软件定义自组织网络节点,拥有天然的良好的服务提供能力。3.针对全网范围内缺乏网络功能组合实现方法的问题,本文提出一种以服务为导向的、全局性的节点间动态协议栈构建算法,并以路由为节点间动态协议栈的物理部署形式,从而提升软件定义自组织网络的全局性服务提供能力。首先,提出一种基于服务特征的分层次路由模型,作为动态协议栈的构建依据;其次,设计服务节点选择算法,构建节点间动态协议栈;第三,依据有序服务节点,部署软件定义自组织网络路由。最后,搭建仿真实验平台,比较分析相关算法。结果表明,软件定义自组织网络路由使得节点能耗更均衡、资源占用率更低、网络效用更优,从而验证网络功能组合机制提升了全局性的网络服务提供能力。4.针对无线环境影响网络功能组合稳定性的问题,本文提出一种基于服务路径恢复的动态协议栈重建方法,保障了网络服务的持续性和有效性。首先,提出服务路径的概念,兼顾链路状态与服务有序性,从而将相对复杂抽象的动态协议栈重建问题,转化为易于工程实现的服务路径恢复问题;其次,提出动态协议栈重建的核心算法——服务路径分级恢复算法,通过备份恢复和计算恢复相结合的过程,提高了动态协议栈重建的时效性;第三,提出恢复判定定理,保证动态协议栈重建的有效性。最后,仿真分析相关算法。结果表明,服务路径分级恢复算法在恢复时延、恢复成功率等方面更具优势,从而验证网络功能组合机制提升了软件定义自组织网络的服务保障能力。