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

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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

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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"

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