可编程网络及其研究现状

可编程网络的出现是通信网络发展的一次重大进步，通过在网络节点提供可编程网络接口，可以实现网络行为的动态管理控制和新型业务的快速添加。首先介绍可编程网络出现的背景和基本概念，然后介绍了可编程网络的体系结构，国际上正在进行的可编程网络项目的研究情况并提出今后的研究方向。     

可编程网络及其研究现状

可编程网络的出现是通信网络发展的一次重大进步，通过在网络节点提供可编程网络接口，可以实现网络行为的动态管理控制和新型业务的快速添加。首先介绍可编程网络出现的背景和基本概念，然后介绍了可编程网络的体系结构，国际上正在进行的可编程网络项目的研究情况并提出今后的研究方向。     

网络可编程技术研究北大核心

网络可编程技术通过在网络设备提供开放的可编程接口,增强了网络的灵活配置能力和资源整合能力。首先从网络可编程技术的诞生背景入手,回顾了开放可编程思想、控制与转发分离架构以及目前典型的软件定义网络(software defined networking,SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)架构。然后,详细阐述了SDN架构下的协议无关性、流表实现、高级编程语言以及与NFV融合方面的研究成果。最后,总结了网络可编程技术的研究趋势。     

可编程网络技术概述

由于竞争的加剧和灵活提供服务需求的增长，传统网络体系已不能适应未来网络的发展。于是，可编程网络和主动式网络概念出现了。其宗旨是为网络增添可编程功能，使之快速提供新业务，并进一步提高网络性能。最后本文还介绍了国外在这方面的研究工作。     

可编程网络技术

本文首先介绍了可编程网络出现的背景和基本概念，然后介绍可编程网络的优点和可编程网络的参考模型，即P1520参考模型，最后介绍国际上目前对可编程网络项目的研究情况．     

可编程移动IP网络及其应用

将有市场需求的服务尽快地提供给用户是移动服务提供商竞争的焦点，但是目前的网络技术极大阻碍了新服务的市场化。针对这一情况，基于主动网络技术提出一种可编程移动IP网络，该网络体系结构可以快速创建和部署新的移动IP服务和协议，这样的网络结构大大加快了移动应用服务的市场化进程。基于可编程移动IP网络体系结构开发了一种主动式移动IP协议，证实了可编程移动IP网络在服务创建上的高效性。     

可编程移动IP网络及其应用

将有市场需求的服务尽快地提供给用户是移动服务提供商竞争的焦点,但是目前的网络技术极大地阻碍了新服务的市场化。针对这一情况,基于主动网络技术提出一种可编程移功IP网络,该网络体系结构可以快速创建和部署新的移动IP服务和协议,这样的网络结构大大加快了移动应用服务的市场化进程。基于可编程移动IP网络体系结构开发了一种主动式移动IP协议,从而证实了可编程移动IP网络住服务创建上的高效性。     

通信网络可编程性研究和实现

可编程网络的概念是对现有网络结构的一种革新,它的主要特征是允许网络节点设备运行用户化的计算模块,方便地实现网络技术的更新和业务功能的动态创新,本文主要介绍了网络可编程的思路和网络节点编程的模式,以及实现方法。     

网络虚拟化的过去、现在和未来

网络虚拟化过程中主要诞生过4类过渡技术:虚拟局域网络(VLAN)、虚拟专用网络(VPN)、主动可编程网络(APN)、覆盖网络。网络虚拟化的研究现在主要集中于3个领域:云计算应用、平台化实现、软件定义网络。认为网络虚拟化的未来在性能保障、可靠性、易用性和完备性等方面需要加强,为此未来的网络虚拟化需要优化自身服务结构,并向无线网络、光网络等领域推广,此外还需要提供更加友好的可编程接口(API)以及网络功能。     

可编程网络体系

可编程网络通过将程序嵌入数据包,对网络节点编程,使网络体系适应用户的需求。可编程网络拓广了端到端原则的含义,形成新的网络概念,本文提出了可编程网络的体系结构,设计原则及应用方法,使网络在保持安全,高效的前提下具备更高的质量。     

可编程数据平面技术综述

在软件定义网络中,可编程数据平面提供的编程能力是网络功能虚拟化的基石。可编程数据平面技术的核心是可编程能力与数据包处理性能。首先从数据平面的可编程性出发,探讨现有数据平面的数据包处理抽象。然后,分别对数据平面实施的目标平台与对应平台上的主要流表算法进行介绍,详细论述现有数据平面技术。最后,探讨了高性能数据平面技术存在的关键挑战。     

用于边缘网络的网络处理器的设计

对网络处理器的结构设计、验证和性能评估等内容进行研究,设计了一种用于边缘网络应用的网络处理器,并对它进行了FPGA实现和评估分析。该网络处理器采用并发多处理结构,拥有完善的C语言开发环境和操作系统等基础软件支持,其单处理引擎和四处理引擎配置在Xilinx XC2VP30 FPGA上的运行频率为116.4MHz和83.5MHz,分别占用7100和15250个四输入LUT。实验和分析表明该网络处理器具有较高的效率和良好的可扩展性,能满足边缘网络的转发及远程控制等各领域的应用需求。     

The Tempest: a framework for safe, resource assured, programmablenetworks

Most research in network programmability has stressed the flexibility engendered by increasing the ability of users to configure network elements for their own purposes, without addressing the larger issues of how such advanced control systems can coexist both with each other and with more conventional ones. The Tempest framework presented here extends beyond the provision of simple network programmability to address these larger issues. In particular, we show how network programmability can be achieved without jeopardizing the integrity of the network as a whole, how network programmability fits in with existing networks, and how programmability can be offered at different levels of granularity. Our approach is based on the Tempest's ability to dynamically create virtual private networks over a switched transport architecture (e.g., an ATM network). Each VPN is assigned a set of network resources which can be controlled using either a well-known control system or a control system tailored to the specific needs of a distributed application. The first level of programmability in the Tempest is fairly coarse-grained: an entire virtual network can be programmed by a third party. At a finer level of granularity the Tempest allows user supplied code to be injected into parts of an operational virtual network, thus allowing application specific customization of network control. The article shows how the Tempest framework allows these new approaches to coexist with more conventional solutions     

基于网络处理器的区分服务设计

网络处理器凭借其具有专用集成电路的高效分组转发特性以及通用处理器的灵活可编程性,成为推动下一代网络发展的核心技术。介绍了综合服务模型的包分类器和包调度器的特点,并在分析NP3网络处理器框架的基础上,采用基于多域的深度包处理设计和基于层次化的流调度设计,论述了利用NP3网络处理器实现了区分服务应用的设计。测试结果表明,该方案合理可行。     

软件定义的无人机网络架构研究综述

软件定义网络（Software Defined Network,SDN）依靠着其集中控制、可编程性和数控分离等优点,能够有效解决无人机网络（Flying Ad Hoc Network,FANET）面临的任务拓扑高度变化、网络链路连接不稳定、网络安全防护脆弱以及应用程序的异构性等问题,极大地提升FANET的灵活性和可靠性。针对SDN架构与FANET的结合问题,描述了SDN的体系架构,并以SDN控制器部署方式为关注点分类别概括了近几年软件定义无人机网络（Software-defined Flying Ad Hoc Network,SD-FANET）的研究进展,重点阐述了结合移动边缘计算（Mobile Edge Computing,MEC）的SD-FANET研究现状,最后指出了SD-FANET的应用场景和一些具体的未来研究方向。     

面向软件定义广域网的路径可编程性保障研究综述

软件定义网络(SDN)被誉为下一代网络的关键技术。近年来，SDN已经成为学术界与工业界的热点。广域网是SDN应用到工业界的一个重要的场景。基于SDN的广域网被称为软件定义广域网(SD-WAN)。在SD-WAN中，SDN控制器通过控制流转发路径上的SDN交换机来实现流的路径可编程性。然而，控制器失效是SD-WAN中一种常见的现象。当控制器失效时，流转发路径上的交换机会失去控制，流的路径可编程性将无法得到保障，从而无法实现对网络流量的灵活调度，导致网络性能下降。该文对SD-WAN控制器失效场景下保证路径可编程性的研究工作进行了综述。该文首先阐述了当控制器失效时，SD-WAN中路径可编程性保障研究的背景及意义。随后，在查阅分析了国内外相关文献的基础上，介绍了当前在控制器失效时SD-WAN对交换机的主流控制方案。最后，对现有研究成果可能的进一步提高之处进行了总结，并对此研究的未来发展与研究前景进行了展望。     

面向视频云综合承载的SRv6的研究与实践

SRv6是新近出现的一种基于源路由机制的新型传送技术，通过在扩展报头中携带指令来支持网络的可编程能力，满足业务快速开通等多种需求。在四川省现网进行SRv6试验的基础上，重点论述了SRv6应用于综合视频云场景下的组网方案，验证了SRv6在业务敏捷性、安全隔离、带宽弹性及跨域部署方面的优势。同时，也给出了SRv6未来面临的挑战及相关发展建议。     

Modeling and Verifying Basic Modules of Floodlight

Mobile Networks and Applications - Software-Defined Networking (SDN) is an emerging networking paradigm that provides flexible network programmability and reduces the complexity of network...     

Self-healing and SDN: bridging the gap

Achieving high programmability has become an essential aim of network research due to the ever-increasing internet traffic. Software-Defined Network (SDN) is an emerging architecture aimed to address this need. However, maintaining accurate knowledge of the network after a failure is one of the largest challenges in the SDN. Motivated by this reality, this paper focuses on the use of self-healing properties to boost the SDN robustness. This approach, unlike traditional schemes, is not based on proactively configuring multiple (and memory-intensive) backup paths in each switch or performing a reactive and time-consuming routing computation at the controller level. Instead, the control paths are quickly recovered by local switch actions and subsequently optimized by global controller knowledge. Obtained results show that the proposed approach recovers the control topology effectively in terms of time and message load over a wide range of generated networks. Consequently, scalability issues of traditional fault recovery strategies are avoided.     

SDN特征剖析及典型应用介绍

通过与基于策略的网络管控、软交换等技术的对比,梳理了SDN技术源流,阐述了SDN体系结构及其包含的网络可编程、网络虚拟化等技术思想,剖析了其创新特征和对网络发展的意义;分析了SDN目前还缺乏清晰的商业模式、集中控制器存在状态收集和可伸缩性等问题,指出违背复杂系统管控规律所带来的局限性;介绍了SDN典型应用场景,说明SDN的适用范围主要是在局部自治网络中跨IP网、光网络、无线网络等层面进行一体化管控。