互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為世界上覆蓋范圍最廣、規(guī)模最大、信息資源豐富的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)高度依賴(lài)的全球信息基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全具有重大戰(zhàn)略意義。隨著互聯(lián)網(wǎng)使用目標(biāo)、覆蓋范圍、應(yīng)用類(lèi)型的不斷擴(kuò)大，互聯(lián)網(wǎng)面臨著許多重大技術(shù)挑戰(zhàn)，如服務(wù)質(zhì)量無(wú)法有效保證，網(wǎng)絡(luò)安全難以根本解決，網(wǎng)絡(luò)管理手段匾乏，新協(xié)議/新功能難以部署等。這些問(wèn)題的本質(zhì)原因主要是由當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)自身體系結(jié)構(gòu)所決定的，所以，設(shè)計(jì)全新的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)所存在的問(wèn)題已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和運(yùn)營(yíng)商的迫切需要。

    世界上許多國(guó)家都十分重視未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新環(huán)境的研究和建設(shè)。20世紀(jì)90年代開(kāi)始，美國(guó)和歐盟相繼提出了FIND、GENI、FIRE、4WARD等未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新環(huán)境研究項(xiàng)目；2006年，日本啟動(dòng)新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)AKARI項(xiàng)目；美國(guó)NFS基金會(huì)2010年又設(shè)立未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)(FIA )計(jì)劃重點(diǎn)資助NDN項(xiàng)目、MobilityFirst項(xiàng)目、NEBULA項(xiàng)目、XIA項(xiàng)目。這些項(xiàng)目有些旨在設(shè)計(jì)全新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，有些旨在為新網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)/新協(xié)議提供試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)平臺(tái)，最終促進(jìn)替代當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的誕生。

    用戶(hù)/業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求是無(wú)止境的，同時(shí)未來(lái)社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求也是無(wú)法預(yù)知的，因此如果一個(gè)新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是封閉和僵化的，則網(wǎng)絡(luò)中待改進(jìn)的問(wèn)題只能通過(guò)不斷修補(bǔ)的方式來(lái)解決，同時(shí)新功能和新協(xié)議很難在網(wǎng)絡(luò)中得到部署和應(yīng)用，勢(shì)必將加劇網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度及管控難度，必將會(huì)重蹈當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的覆轍。為了促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放和易于創(chuàng)新，軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)的思想應(yīng)運(yùn)而生。

    SDN的思想是通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)控制與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)解藕合，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象以屏蔽底層復(fù)雜度，為上層提供簡(jiǎn)單、高效的配置與管理。OpenFlow技術(shù)作為SDN轉(zhuǎn)發(fā)抽象的實(shí)現(xiàn)技術(shù)之一，已經(jīng)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界普遍關(guān)注和廣泛研究。OFELIA于2010年開(kāi)始采用具有標(biāo)準(zhǔn)化接口的OpenFlow技術(shù)來(lái)搭建統(tǒng)一新一代網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。GENI和FIRE在2011年提出將采用OpenFlow技術(shù)來(lái)構(gòu)建下一代網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新環(huán)境。

     2011年開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)(ONF)成立，致力于OpenFlow的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)研究的頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議SIGCOMM于2012年8月成立Hot SDN Workshop專(zhuān)門(mén)會(huì)議，并于2013年將SDN納人SIGCOMM主會(huì)的征稿議題。此外，互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化研究組織IETF/IRTF于2012年10月成立SDNRG研究組。2012年10月權(quán)威機(jī)構(gòu)Gartne；發(fā)布未來(lái)十大關(guān)鍵性技術(shù)趨勢(shì)，SDN排名第二。因此，SDN已成為網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界最為關(guān)注的熱點(diǎn)之一。

    把握未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的機(jī)遇期，實(shí)現(xiàn)具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立中國(guó)自己的軟件定義網(wǎng)絡(luò)以支持未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)創(chuàng)新和體系演進(jìn)，并進(jìn)一步探索新的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式、經(jīng)濟(jì)模式和演進(jìn)模式十分必要。

    1.軟件定義網(wǎng)絡(luò)概述

    1.1軟件定義網(wǎng)絡(luò)的提出

    軟件定義網(wǎng)絡(luò)一詞最早出現(xiàn)在2009年的Technology Review (MIT)的一篇介紹OpenFlow的文章中，該詞用于描述OpenFlow技術(shù)所帶給網(wǎng)絡(luò)的變革的作用。

    在2011年成立的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟對(duì)SDN技術(shù)應(yīng)該具有的2個(gè)原則進(jìn)行了定義:軟件定義的轉(zhuǎn)發(fā)和全局的管理抽象。軟件定義的轉(zhuǎn)發(fā)是指轉(zhuǎn)發(fā)功能能夠利用開(kāi)放的接口被外部的程序所控制，全局的管理抽象是指網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該支持全局管理抽象的基本集。

    在第一屆開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)(Open Networking Submit 2011)中，ScottShenker等專(zhuān)家所做的“The Future of Networking，and the Past of Protocols”報(bào)告被認(rèn)為是比較完整的提出了軟件定義網(wǎng)絡(luò)的抽象思想。ScottShenke：認(rèn)為軟件定義網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該根據(jù)計(jì)算機(jī)抽象的原理來(lái)降低網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。他將網(wǎng)絡(luò)抽象分為轉(zhuǎn)發(fā)抽象、狀態(tài)的抽象和特定功能的抽象。

    在第二屆開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)(Open Networking Submit 2012)中，ONF發(fā)布了軟件定義網(wǎng)絡(luò)的白皮書(shū)給出了軟件定義網(wǎng)絡(luò)的初步定義和架構(gòu)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)控制功能從網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)功能中解禍出來(lái)，并且能夠直接被編程。該定義從網(wǎng)絡(luò)控制的角度描述了網(wǎng)絡(luò)控制功能的位置變化:從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)遷移到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外，從而實(shí)現(xiàn)控制功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能的獨(dú)立演進(jìn)。

    1.2軟件定義網(wǎng)絡(luò)與3層抽象

    Scott Shenke:等專(zhuān)家認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)控制與管理已越來(lái)越復(fù)雜，不應(yīng)無(wú)限制地縱容網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的增加，應(yīng)該通過(guò)類(lèi)似計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的抽象技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管控進(jìn)行簡(jiǎn)化，以屏蔽網(wǎng)絡(luò)底層復(fù)雜度，為上層應(yīng)用提供簡(jiǎn)單、高效的配置與管理。為此，SDN提出網(wǎng)絡(luò)控制需要3個(gè)層次的抽象，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單、高效、靈活的控制和管理。

    (1)轉(zhuǎn)發(fā)抽象

    所謂轉(zhuǎn)發(fā)抽象首先將網(wǎng)絡(luò)控制功能從網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)功能中解禍出來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控分離，同時(shí)通過(guò)定義標(biāo)準(zhǔn)化的轉(zhuǎn)發(fā)抽象接口使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與具體硬件實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)，如同根據(jù)統(tǒng)一的網(wǎng)卡接口標(biāo)準(zhǔn)，各網(wǎng)卡生產(chǎn)廠(chǎng)家可以獨(dú)立生產(chǎn)自己的網(wǎng)卡，同時(shí)計(jì)算機(jī)可以接入不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的網(wǎng)卡。

    (2)分布式狀態(tài)抽象

    SDN認(rèn)為應(yīng)該引人全局網(wǎng)絡(luò)視圖抽象，以為上層應(yīng)用屏蔽各種分布式狀態(tài)信息，為上層應(yīng)用提供便于管控的全局網(wǎng)絡(luò)視圖。為此，SDN引人網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NOS)，負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備及分布式狀態(tài)信息，并為上層應(yīng)用提供基于全局網(wǎng)絡(luò)視圖的服務(wù)。類(lèi)似于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，NOS為用戶(hù)提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)資源管理等。

    在網(wǎng)絡(luò)中引人以上2個(gè)層次的抽象，已基本達(dá)到“屏蔽底層、服務(wù)上層”的目的，具備了SDN的基本特性，因此稱(chēng)之為SDN v1。SDN v1對(duì)網(wǎng)絡(luò)的抽象如圖1所示。圖1中存在個(gè)主體和2層接口。3主體由下向上分別是:物理網(wǎng)絡(luò)(包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其連接)、NOS、建在NOS之上的上層控制程序。3個(gè)主體由2層接口連接。物理網(wǎng)絡(luò)和NOS之間是第1層接口:轉(zhuǎn)發(fā)接口，對(duì)應(yīng)第1層的轉(zhuǎn)發(fā)抽象。這層接口屏蔽了底層轉(zhuǎn)發(fā)的細(xì)節(jié)。NOS和上層控制程序之間是第2層接口:全局網(wǎng)絡(luò)視圖接口，對(duì)應(yīng)第2層的分布式狀態(tài)抽象。這層接口屏蔽了網(wǎng)絡(luò)分布式狀態(tài)的細(xì)節(jié)。

圖1 SDN的轉(zhuǎn)發(fā)抽象和分布式狀態(tài)抽象

    (3)特定視圖抽象

    分布式狀態(tài)抽象已把分布式的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)抽象為一個(gè)全局的網(wǎng)絡(luò)視圖，供上層控制程序使用，如圖2所示。但是僅全局網(wǎng)絡(luò)視圖往往不能很好地滿(mǎn)足控制程序的需求，例如某些情況下控制程序根據(jù)自己的應(yīng)用需求需要某種特定視角的網(wǎng)絡(luò)視圖，如有些應(yīng)用僅關(guān)心所有的邊緣接入網(wǎng)。因此，軟件定義網(wǎng)絡(luò)又引人第3層抽象—特定視圖抽象。

圖2 SDN的特定視圖抽象

    特定視圖抽象的一個(gè)具體的例子如下:對(duì)于訪(fǎng)問(wèn)控制之類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，它們可能只對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的邊緣接人報(bào)文、邊界網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、接人接口感興趣，而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部細(xì)節(jié)則不關(guān)心。因此SDN在全局視圖(圖2中左部)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步為特定上層應(yīng)用抽象它所需的網(wǎng)絡(luò)視圖，如只包含邊界接人鏈路、內(nèi)部是不透明黑盒的一個(gè)抽象網(wǎng)絡(luò)(即圖2右部，一個(gè)抽象網(wǎng)絡(luò)，中心是不透明實(shí)體，周邊是上層應(yīng)用關(guān)心的邊緣鏈路連接，橙色粗線(xiàn))，以簡(jiǎn)化上層應(yīng)用對(duì)下層的控制和提高控制效率。

    在SDN v1的基礎(chǔ)上再引人特定視圖抽象，形成SDN v2，如圖3所示。SDN v2在SDN v1為上層控制應(yīng)用提供全局視圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步為上層應(yīng)用/管控提供滿(mǎn)足應(yīng)用需求的特定視圖抽象，將更加簡(jiǎn)化上層應(yīng)用對(duì)下層網(wǎng)絡(luò)的使用和控制，有利于促進(jìn)上層應(yīng)用的創(chuàng)新。

圖3 SDN的3層抽象結(jié)構(gòu)

    1.3存在的問(wèn)題與不足

    盡管SDN成為目前網(wǎng)絡(luò)界的研究熱點(diǎn)之一，但仍然存在問(wèn)題與不足:一方面，OpenFlow在靈活性、可擴(kuò)展性和大規(guī)模應(yīng)用等方面存在不足；另一方面，SDN目前還處于發(fā)展的初期階段，在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、接口抽象、控制平面擴(kuò)展以及虛擬化管理方面還需進(jìn)一步研究，原型系統(tǒng)研制、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建、新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)支持驗(yàn)證等方面尚不成熟。

    2.未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新環(huán)境

    為真正實(shí)踐SDN思想，我們提出了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)思路的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)—未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新環(huán)境(FINE)。FINE體現(xiàn)從傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)方法向易于創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)方法的革命性轉(zhuǎn)變，如圖4所示。該結(jié)構(gòu)具有4個(gè)顯著的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放性，第一，通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制平面與數(shù)據(jù)平面分離，在設(shè)備外部實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)域操作系統(tǒng)，提供全局物理視圖和網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用編程接口(API)，新體系和新協(xié)議能夠利用全局物理視圖和控制API接口簡(jiǎn)單、靈活地實(shí)現(xiàn)；第二，在網(wǎng)域操作系統(tǒng)之上，可以部署和運(yùn)行多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和新協(xié)議，實(shí)現(xiàn)新網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和新協(xié)議的共存，通過(guò)共存部署和運(yùn)行，多種體系和新協(xié)議能夠充分驗(yàn)證并進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)體系和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的優(yōu)勝劣汰；第三，為了滿(mǎn)足不同新體系和新協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞牟煌�需求，提出了基于云服�?wù)的虛擬化平臺(tái)，為應(yīng)用(APP)提供特定邏輯視圖和工具集；第四，在數(shù)據(jù)平面開(kāi)發(fā)多種數(shù)據(jù)平面，并利用網(wǎng)域操作系統(tǒng)，兼容多種開(kāi)放、可編程設(shè)備的數(shù)據(jù)平面抽象技術(shù)和設(shè)備，為不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)平面可編程能力的不同需求提供支持。

圖4 FINE體現(xiàn)的革命性轉(zhuǎn)變
 

    2.1 FINE的設(shè)計(jì)方法

    在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，F(xiàn)INE創(chuàng)新環(huán)境利用抽象設(shè)計(jì)的思想，建立數(shù)據(jù)平面抽象、控制平面抽象、網(wǎng)絡(luò)資源抽象的3層抽象。通過(guò)數(shù)據(jù)平面抽象不僅能夠在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層面兼容各種開(kāi)放的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了既兼顧了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和部署成本，又能夠提供支持網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的各類(lèi)轉(zhuǎn)發(fā)能力。通過(guò)控制-面抽象，屏蔽了下層多種數(shù)據(jù)平面抽象的異構(gòu)性，為上層應(yīng)用提供了統(tǒng)一的控制接口和統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)視圖，為新體系和新協(xié)議的靈活、高效實(shí)現(xiàn)提供了支持。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源抽象，建立多個(gè)特定的邏輯視圖，為多個(gè)體系和多個(gè)業(yè)務(wù)同時(shí)運(yùn)行提供了平臺(tái)支撐。

    在試驗(yàn)流程上，F(xiàn)INE創(chuàng)新環(huán)境將軟件開(kāi)發(fā)、調(diào)試和運(yùn)行的軟件工程思想運(yùn)用于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新環(huán)境。在體系設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)階段，提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)視圖、控制接口和公共模塊，通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了體系和協(xié)議設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的工作量。在新體系和新協(xié)議的測(cè)試階段，引人了“沙盤(pán)技術(shù)”，使得新體系和新協(xié)議能夠在網(wǎng)域操作系統(tǒng)層以上就可以調(diào)試狀態(tài)運(yùn)行新體系和新協(xié)議，及時(shí)發(fā)現(xiàn)功能缺陷和設(shè)計(jì)時(shí)錯(cuò)誤，而無(wú)需在實(shí)際設(shè)備上運(yùn)行。在新體系和新協(xié)議運(yùn)行時(shí)，利用“虛擬化”技術(shù)，提供多個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片，支持多體系和多業(yè)務(wù)同時(shí)運(yùn)行，保證了在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，互不影響的進(jìn)行功能試驗(yàn)和性能測(cè)試。

    2.2 FINE的分層結(jié)構(gòu)

    根據(jù)FINE創(chuàng)新環(huán)境的設(shè)計(jì)方法，參考軟件定義網(wǎng)絡(luò)的思想，F(xiàn)INE的總體架構(gòu)如圖5所示。圖5包括4個(gè)層次，即開(kāi)放設(shè)備、網(wǎng)域操作系統(tǒng)、虛擬化平臺(tái)、上層業(yè)務(wù)，該架構(gòu)可更加靈活、方便地支持各種新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和新網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。

圖5 FINE總體架構(gòu)

    在FINE總體架構(gòu)的最下層是開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，該層通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)抽象(FA)，提供了多種轉(zhuǎn)發(fā)抽象技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備本地視圖的API接口，從而能夠以多種能力支持新體系和新協(xié)議的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)。在開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之上，將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，形成一個(gè)統(tǒng)一的控制平面，該控制平面以網(wǎng)域操作系統(tǒng)的形式實(shí)現(xiàn)，屏蔽下層轉(zhuǎn)發(fā)平面的多樣性和異構(gòu)性，并為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)視圖和統(tǒng)一控制接口。在網(wǎng)域操作系統(tǒng)層之上是虛擬平臺(tái)層，該層提供網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化切片和管控測(cè)功能。在虛擬化平臺(tái)之上，是新體系和新協(xié)議層，新體系和新協(xié)議通過(guò)調(diào)用控制接口，請(qǐng)求試驗(yàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源，并利用網(wǎng)域操作系統(tǒng)提供的控制接口能夠快速實(shí)現(xiàn)體系和協(xié)議功能。當(dāng)有兩個(gè)不同管理域(管理域是指由不同網(wǎng)域操作系統(tǒng)控制和管理的網(wǎng)絡(luò))存在時(shí)，在管理域間通過(guò)跨域協(xié)商抽象(IDNA)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)鄰居網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路、路由、資源和服務(wù)質(zhì)量的協(xié)商。

    2.3 FINE的功能

    FINE創(chuàng)新環(huán)境的功能構(gòu)成可以從不同用戶(hù)的角度來(lái)定義FINE創(chuàng)新環(huán)境的功能構(gòu)成，從新體系和新協(xié)議試驗(yàn)者的角度，主要由新體系和新協(xié)議實(shí)現(xiàn)的支持功能、新體系和新協(xié)議試驗(yàn)的調(diào)試功能、新體系和新協(xié)議運(yùn)行的隔離功能。從FINE創(chuàng)新環(huán)境的管理者的角度，主要由多種數(shù)據(jù)平面的統(tǒng)一控制功能、網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理功能、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕y(tǒng)一維護(hù)功能、用戶(hù)角色的統(tǒng)一授權(quán)功能。

    2.4 FINE的運(yùn)行機(jī)制

    FINE創(chuàng)新環(huán)境的運(yùn)行機(jī)制將支持創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的整個(gè)生命周期，為新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和新的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供了從開(kāi)發(fā)一調(diào)試一運(yùn)行一測(cè)試的完整的閉環(huán)流程，使得新體系和新協(xié)議能夠在FINE的創(chuàng)新環(huán)境中就可以實(shí)現(xiàn)螺旋式的演進(jìn)。

    3.“863”計(jì)劃“未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新環(huán)境”項(xiàng)目

    把握互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立中國(guó)自己的軟件定義網(wǎng)絡(luò)以支持未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)創(chuàng)新和體系演進(jìn)，并探索新的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式、經(jīng)濟(jì)模式和演進(jìn)模式十分重要。2013年，國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)啟動(dòng)了“未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新環(huán)境”項(xiàng)目。項(xiàng)目采用創(chuàng)新理念和技術(shù)路線(xiàn)，研究未來(lái)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系結(jié)構(gòu)，突破關(guān)鍵技術(shù)，研制新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件系統(tǒng)，建設(shè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新試驗(yàn)環(huán)境，研究?jī)?nèi)容中心網(wǎng)等各種新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和新協(xié)議，并依托創(chuàng)新環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，將對(duì)中國(guó)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展具有重要意義。

    項(xiàng)目在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新環(huán)境體系架構(gòu)下，將主要研究：網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備、控制軟件、虛擬化平臺(tái)、管理測(cè)量和協(xié)議/應(yīng)用示范。“863”計(jì)劃項(xiàng)目的總體結(jié)構(gòu)及各課題關(guān)系如圖6所示。

圖6 “863”計(jì)劃項(xiàng)目的總體結(jié)構(gòu)及關(guān)系

    (1)數(shù)據(jù)平面

    在數(shù)據(jù)平面，項(xiàng)目提出設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)多種的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。“虛擬化可編程路由器”作為項(xiàng)目的主要支撐設(shè)備，將能夠支持各類(lèi)體系和新協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)平面的要求，同時(shí)提供資源隔離的協(xié)議運(yùn)行的硬件環(huán)境。以?xún)?nèi)容為中心的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系的重要的典型應(yīng)用，為此，項(xiàng)目將從內(nèi)容分發(fā)和內(nèi)容尋址兩個(gè)方面進(jìn)行研究并實(shí)現(xiàn)“支持內(nèi)容計(jì)算的新型網(wǎng)元設(shè)備”和“基于內(nèi)容尋址的內(nèi)容路由器原型設(shè)備”，構(gòu)成面向內(nèi)容應(yīng)用的數(shù)據(jù)平面設(shè)備。為支持網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境的建設(shè)，兼顧網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新能力和環(huán)境建設(shè)成本的考慮，項(xiàng)目將研制3類(lèi)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于構(gòu)建中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新平臺(tái)。以上多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共同構(gòu)成了開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)體系的多元的數(shù)據(jù)平面，并通過(guò)數(shù)據(jù)平面抽象技術(shù)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放的控制接口，為不同網(wǎng)絡(luò)體系在數(shù)據(jù)平面的實(shí)現(xiàn)提供了有效的支撐。

    (2)控制平面

    在項(xiàng)目中，網(wǎng)絡(luò)的控制平面主要由網(wǎng)域操作系統(tǒng)TUNOS和虛擬化云服務(wù)平臺(tái)組成。“網(wǎng)域操作系統(tǒng)”通過(guò)數(shù)據(jù)平面抽象接口實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)平面多種開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)為新體系和新協(xié)議提供易于使用的控制平面抽象接口和統(tǒng)一的控制機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)整合多樣的數(shù)據(jù)平面抽象、降低新體系和新協(xié)議設(shè)計(jì)與試驗(yàn)的復(fù)雜度，從普通網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)向網(wǎng)域操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。“虛擬化云服務(wù)平臺(tái)”基于網(wǎng)域操作系統(tǒng)為新體系和新協(xié)議提供設(shè)計(jì)、運(yùn)行和驗(yàn)證的共存環(huán)境，具有有效資源隔離、簡(jiǎn)化協(xié)議實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，同時(shí)，能夠在云平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)新體系和新協(xié)議的整個(gè)生命周期:推演階段一試驗(yàn)階段一運(yùn)行階段。

    (3)協(xié)議/應(yīng)用

    在項(xiàng)目中，將對(duì)以?xún)?nèi)容為中心的2類(lèi)應(yīng)用“基于內(nèi)容聚類(lèi)與興趣適配的內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)”和“內(nèi)容尋址協(xié)議”進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)證。另外，為驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境的普適性，項(xiàng)目還將對(duì)其他新體系和IP新協(xié)議進(jìn)行示范和驗(yàn)證，如網(wǎng)絡(luò)安全的新協(xié)議—IPv6域內(nèi)源地址驗(yàn)證、IPv6域間源地址驗(yàn)證，支持泛在移動(dòng)的新協(xié)議—ILNP，創(chuàng)新路由轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)—二維路由，適用于廣電網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)—IP視頻新協(xié)議等。

    (4)管理平面

    網(wǎng)絡(luò)管理和測(cè)量是網(wǎng)絡(luò)體系的重要組成部分。項(xiàng)目將主要針對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化、動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)面向未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的管理和測(cè)量技術(shù)研究。通過(guò)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)管理和測(cè)量技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)信息感知、信息測(cè)量、資源調(diào)度和跨網(wǎng)協(xié)商等管理和測(cè)量能力，為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境的高效、可靠運(yùn)行提供保障。

    4.結(jié)束語(yǔ)

    目前SDN目前還處于發(fā)展的初期階段，為真正實(shí)踐SDN思想并發(fā)展SDN技術(shù)，我們提出了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)思想的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)—FINE。在FINE體系架構(gòu)下，研究多種新型轉(zhuǎn)發(fā)抽象技術(shù)及開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，構(gòu)建支持多域互聯(lián)的網(wǎng)域操作系統(tǒng)、構(gòu)建全網(wǎng)級(jí)虛擬化云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多元開(kāi)放設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制，進(jìn)行新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和新型IP協(xié)議的研究試驗(yàn)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)SDN思想真正走向?qū)嶋H應(yīng)用具有重要意義。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.oesoe.com/

本文標(biāo)題：軟件定義網(wǎng)絡(luò)與FINE

本文網(wǎng)址：http://www.oesoe.com/html/support/11121511750.html