吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (6): 2058-2068.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180653

• • 上一篇    下一篇

服务动态扩展网络及其结点系统模型的实现

沈军1,2(),周晓1,3,吉祖勤1,2   

  1. 1. 东南大学 计算机网络和信息集成教育部重点实验室, 南京 211189
    2. 东南大学 计算机科学与工程学院, 南京211189
    3. 东南大学 网络空间安全学院, 南京211189
  • 收稿日期:2018-06-21 出版日期:2019-11-01 发布日期:2019-11-08
  • 作者简介:沈军（1963-），男，教授，博士生导师. 研究方向：计算机网络及其应用.E-mail:junshen@seu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(61370206)

Implementation of service dynamic extended network and its node system model

Jun SHEN1,2(),Xiao ZHOU1,3,Zu-qin JI1,2   

  1. 1. Key Laboratory of Computer Network & Information Integration of Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 211189, China
    2. School of Computer Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China
    3. School of Cyber Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China
  • Received:2018-06-21 Online:2019-11-01 Published:2019-11-08

RICH HTML

 8   

PDF (PC)

95

摘要：

为有效提升网络服务能力，可扩展网络服务模型（ENSM）将网络服务内涵从承载网拓展到整个网络，定义了一种以协议元功能单元动态部署及动态组合为基础的统一服务扩展模型，可有效提高网络服务能力及服务扩展能力。本文基于ENSM原理提出服务动态扩展网络（SDEN），并结合SDN、NFV等新型网络架构设计思想对其结点模型及关键机制进行研究，设计并实现了SDEN结点系统，通过路由服务的定制和动态扩展，验证SDEN结点系统设计方案可行性及其对可扩展网络服务模型的良好支持。

关键词: 计算机应用, 下一代网络服务模型, 软件定义网络, 可扩展服务能力, 服务动态扩展

Abstract:

To effectively enhance network service capability, Extensible Network Service Model (ENSM) extends the connotation of network services from bearer network to the entire network, and defines a unified service extension model based on dynamic deployment and combination of protocol meta-functional units, which can effectively improve network services capacity and service expansion capacity. In this paper, a new network called Service Dynamic Extended Network (SDEN) is proposed based on ENSM. Combined with the network architecture idea of SDN and NFV, SDEN node system model is researched and designed. In addition the experiment based on customization and dynamic expansion of routing services is implemented on a simple SDEN node system which turned out that the SDEN node system is feasible and has good support for ENSM services extensibility.

Key words: computer application, next-generation network model, software defined networks, extensible service capability, service dynamic extension

中图分类号: 

  • TP393

图1

SDN，SDEN架构对比图"

图2

SDEN结点整体模型"

图3

SDEN集中控制模型"

图4

状态机模型中状态图规范"

表1

传统路由服务拆分所形成的原子服务"

序号 功能分类 原子服务名 功能简介
1 初始化 RouteMallocService 初始化路由信息
2 RouteRequestService 发送路由请求
3 路由表 BuildTableService 构建路由表
4 RoutDisplayService 显示路由表
5 UpdateTableService 更新路由表
6 路由算法 DistVecService * 距离向量算法（可选）
7 LinkStateService * 链路状态算法（可选）
8 BroadFloodService 广播泛洪
9 KeepNeibService 邻居保活
10 FindNeibService 邻居发现
11 寻址方式 IPv4Service * IPv4寻址（可选）
12 IPv6Service * IPv6寻址（可选）
13 NameService * 名字寻址（可选）
14 其他 TimerService 计时器
15 DataLockService 数据加锁
16 SendDataService 发送数据包
17 ReceiveDataService 接收数据包
18 DataUnlockService 数据解锁

图5

路由服务状态图"

表2

性能指标对比表"

性能 RIP OSPF RSI
路由收敛速率

小型网络快，

大型网络慢

 快 快
报文封装冗余 UDP及IP层封装 含IP层封装 无冗余封装
协议功能冗余 有 有 无
占用网络带宽 高 低 低
故障恢复时间 慢 快 较快
结点CPU占用 低 高 高
结点内存占用 无 链路状态数据 适中

表3

实验虚拟主机配置"

序号 主机名 IP地址 虚拟网卡接口数
4 Router

223.3.91.109

223.3.91.108

223.3.91.107

 3
1 N1 223.3.91.111 1
2 N2 223.3.91.112 1
3 N3 223.3.91.110 1

图6

Router开启前N1、N2、N3运行效果图"

图7

IPBR：Router开启后N1、N2、N3运行效果图"

图8

IPBR寻址方式中Router路由表"

图9

NBR：Router开启后N1、N2、N3运行效果图"

图10

NBR寻址方式中Router路由表对比图"

1 Jain R . Internet 3.0: ten problems with current Internet architecture and solutions for the next generation[C]∥IEEE Military Communications Conference, Washington D C, USA, 2006.
2 Clark D D , Wroclawski J , Sollins K R , et al . Tussle in cyberspace: defining tomorrow’s Internet[J]. IEEE/ACM Transactions on Networking, 2005, 13(3):462-475.
3 McKeown N . Software-Defined networking[J].INFOCOM Key Note Talk, 2009,17(2):30-32.
4 Open Networking Foundation . Software-Defined networking: the new norm for networks[R]. ONF White Paper, 2012.
5 张朝昆,崔勇,唐翯祎,等 .软件定义网络(SDN)研究进展[J].软件学报,2015,26(1):62-81.
5 Zhang Chao-kun , Cui Yong , Tang He-yi , et al . State-of-the-Art survey on software-defined networking (SDN)[J]. Journal of Software, 2015,26(1):62-81.
6 McKeown N , Anderson T , Balakrishnan H , et al . OpenFlow: enabling innovation in campus networks[J]. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 2008,38(2):69-74.
7 Ji Zu-qin , Shen Jun , Ding De-lin , et al . The modeling and analysis of the extensible network service model[J]. IEEE Access,2018, 6(1):7301-7309.
8 Ren Jie , Shen Jun . Research on the description method of the atomic services in extensible network service model [C]∥ International Conference on Geo-Informatics in Resource Management and Sustainable Ecosystem, Shenzhen, 2016:191-199.
9 于洋,王之梁,毕军,等 .软件定义网络中北向接口语言综述[J].软件学报,2016,27(4):993-1008.
9 Yu Yang , Wang Zhi-Liang , Bi Jun , et al . Survey on the languages in the northbound interface of software defined networking[J]. Journal of Software, 2016,27(4):993-1008.
10 左青云,陈鸣,赵广松,等 . 基于OpenFlow的SDN技术研究[J].软件学报,2013,24(5):1078-1097.
10 Zuo Qing-yun , Chen Ming , Zhao Guang-song , et al . Research on OpenFlow-Based SDN technologies[J]. Journal of Software, 2013, 24(5):1078-1097.
11 Lopez D , Rafiee H , Carlos J , et al . Standardization SDN&NFV[J]. Computer Standards & Interfaces, 2017, 54: 195-196.
12 杨绍光,王翔,贾智宇 . 基于SDN和NFV的业务链管理系统研究[J]. 信息通信技术,2016,10(2):23-27.
12 Yang Shao-guang , Wang Xiang , Jia Zhi-yu . Research on business chain management system based on SDN and NFV[J]. Information and Communication Technology, 2016, 10(2):23-27.
13 李明哲,王劲林,陈晓,等 .基于网络处理器的流媒体应用架构模型(VPL)[J].吉林大学学报:工学版,2015,45(5):1572-1580.
13 Li Ming-zhe , Wang Jing-lin , Chen Xiao , et al . Architecture model of streaming media applications on network processors(VPL) [J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition) 2015,45(5):1572-1580.
14 姜峰 . 可扩展网络服务模型的控制引擎设计与实现[D]: 南京：东南大学计算机学院，2016.
14 Jiang Feng . Design and implementation of control engine for extending network service model[D]. Nanjing: College of Computer Science and Engineering, Southeast University, 2016.
15 Wan Yi , Shen Jun , Han Tao , et al . Network-interconnection-oriented: a scalable routing service model[C]∥IEEE 14th International Conference on Smart City,Sydeny,Australia, 2016.
[1] 赵宏伟,王鹏,范丽丽,胡黄水,刘萍萍. 相似性保持实例检索方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 2045-2050.
[2] 周炳海,吴琼. 考虑工具和空间约束的机器人装配线平衡优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 2069-2075.
[3] 车翔玖,刘华罗,邵庆彬. 基于Fast RCNN改进的布匹瑕疵识别算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 2038-2044.
[4] 周柚,杨森,李大琳,吴春国,王岩,王康平. 基于现场可编程门电路的人脸检测识别加速平台[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 2051-2057.
[5] 李宾,周旭,梅芳,潘帅宁. 基于K-means和矩阵分解的位置推荐算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(5): 1653-1660.
[6] 孙延君,申铉京,陈海鹏,赵永哲. 基于局部平面线性点的翻拍图像鉴别算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1320-1328.
[7] 李雄飞,宋璐,张小利. 基于协同经验小波变换的遥感图像融合[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1307-1319.
[8] 翟凤文,党建武,王阳萍,金静,罗维薇. 基于扩展轮廓的快速仿射不变特征提取[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1345-1356.
[9] 刘元宁,刘帅,朱晓冬,霍光,丁通,张阔,姜雪,郭书君,张齐贤. 基于决策粒子群优化与稳定纹理的虹膜二次识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1329-1338.
[10] 李宾,申国君,孙庚,郑婷婷. 改进的鸡群优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1339-1344.
[11] 王楠,李金宝,刘勇,张玉杰,钟颖莉. TPR⁃TF:基于张量分解的时间敏感兴趣点推荐模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(3): 920-933.
[12] 刘富,宗宇轩,康冰,张益萌,林彩霞,赵宏伟. 基于优化纹理特征的手背静脉识别系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1844-1850.
[13] 王利民,刘洋,孙铭会,李美慧. 基于Markov blanket的无约束型K阶贝叶斯集成分类模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1851-1858.
[14] 金顺福,王宝帅,郝闪闪,贾晓光,霍占强. 基于备用虚拟机同步休眠的云数据中心节能策略及性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1859-1866.
[15] 赵东,孙明玉,朱金龙,于繁华,刘光洁,陈慧灵. 结合粒子群和单纯形的改进飞蛾优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1867-1872.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 赵健，李静，吴云平，李幼德，宋大凤，吴坚 . 车辆防滑控制原型硬件在环试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(增刊2): 29 -35 .
[2] 陈宇东 . 接近亏损系统的多输入模态控制器
的递推设计方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(增刊): 137 -0140 .
[3] 贺宝琴，吴允柱，傅立敏 . 汽车外形对智能车辆队列行驶气动特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(01): 7 -011 .
[4] 赵仁保， 岳湘安， 许润璇， 赵根， 侯吉瑞， 赵凤兰. 水玻璃凝胶增强泡沫体系的性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2005, 35(06): 572 -0576 .
[5] 肖献强，李欣欣，杨志刚，程光明 . 基于运动估计和图像匹配的视觉控制算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(03): 655 -0659 .
[6] 秦政坤，马春生，李德禄，张海明，张大明，刘式墉 . 波导的弯曲对阵列波导光栅传输特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(02): 448 -0452 .
[7] 胡兴军;张英朝;李胜;林有志;王加雪;杨永柏 . 基于微分雷诺应力湍流模型的车辆气动特性的数值模拟[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(03): 504 -0507 .
[8] 董婧；赵晓晖；应娜. 基于二进小波变换的基音检测算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(06): 978 -0982 .
[9] 李朝辉,，连建设，李光玉. 柠檬酸与金属离子的摩尔比对溶胶凝胶法合成NiO/Ce0.8Gd0.2O1.9复合纳米粉的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(增刊1): 79 -0083 .
[10] 张成文;张中兆;马永奎 . 基于多用户空间相关性的MIMOOFDM 下行链路资源分配[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(03): 719 -0725 .
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发