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清华大学教授毕军:未来网络创新环境FINE

来源:机房360 作者:三水编辑 更新时间:2012-12-8 14:00:00

摘要:2012年12月6日,2012中国SDN与开放网络高峰会议在北京隆重召开,本次大会以“未来网络的演进之路”为主题。会议由下一代互联网产业联盟SDN与开放网络专业委员会主办,这是首次在中国举办的SDN(软件定义网络)行业相关会议。清华大学教授毕军先生发表演讲,主要就清华大学在SDN方面的工作做了汇报。

  毕教授表示清华大学的研究工作得到了我们国家863信息项目的支持,研究工作围绕“未来网络创新环境FINE”主题展开,网络新的技术包括新的构架,或者IP新的协议如何能够更好的研究设计?如何能更好的开发、实验和运行?首先是网络发展的需求。我们知道互联网取得了很大的成功,但是在安全性、扩展性、移动性方面还存在一些迫切解决的问题。所以业界也不断提出一些新的体系构架或者IP新的协议。

  如何更好的支持这些新的构架或者新协议呢?研究实验运行业界共识是采用开放式网络技术。这已经是本领域的前沿。当然这个领域面向实际,规模上去以后有非常多需要解决的问题。第三就是我们需要一个网络创新平台支持这些新的技术研究核试验。第四也是从未来的方面考虑,不一定只作为一个研究的平台,是不是有可能对实际网络的管理运行模式产生影响。就是可持续发展的模式。如果我们看自然界的生态系统,它的持续演进主要靠基因突变基础项造成的多样性,与物种的共存保留下来的往往是较有的物种。我们想能不能经过市场选出最优的设计。互联网层面很多新的应用可以运行但是网络很难的是网络核心层面如何创新?很多高校有很多想法,但是能够真正影响设备厂商,真正运行还是有很大的距离。我们在想是否能进一步建立良好的网络生态环境支持这些创新。

  这些促使我们做一个研究就是“未来网络创新环境”。国外,第一阶段以虚拟机加切片为代表。包括控制层面可编程能力、网络虚拟化程度和网络真实性程度,因为是虚拟计算机做,控制能力比较强,但是计算机控制网络结点,所以网络支持度略微差。第二阶段是虚拟机加可编程设备加切片。数据层面可编程能力有所加强。第三个阶段是现在这样的一个阶段。像虚拟机加可编程设备、加真实流量加切片。由于Openflow可以处理真实的流量,所以它的网络真实性有所加强。同时Openflow这个结构对网络设备有较桥的设置,也增强了控制平面和编程能力。

  但是随着实验环境更加真,网络复杂程度非常高,也遇到了一些发展瓶颈。举两个例子,比如说Openflow的集中管控的构架很好,小规模网络比较完美。但是如果构建一个大规模的环境,管控设备很多的时候有一个控制节点的问题。今天我们已经在谈核心设备中的路由表象,Openflow是大量应用要求组合起来,它对Openflow表象的扩展性压力会更大。所以这些需求呼唤新型的网络创新环境。我们希望新的技术来支撑能大大提高我们的思维能力。这个阶段近两年定义网络SDN应运而生,对业界产生了很大的影响也引起大家思考,更夺得是思想上的启发。一些标志性的事件,如去年召开了首届开放网络高峰会。国际标准组织讨论成立SDN组织,刚刚过去10月份第85次会议,IRTF已经基本通过决定成立SDN研究组。这些工作都是期望实现开放的可扩展的,易用的易于编程和创新的网络平台。

  SDN主要是对大家思想上的启发,它的具体技术还是有待发展,这也为国内外大学和厂商提供了很大的发展空间和发展机遇。

  清华大学在承担的这项863项目FINE。项目里首先是实现一个网络操作系统对全网进行管控。就是好比有一个计算机的操作系统,这样网络中的每个设备相当于内部、外部设备,可以通过操作系统对它进行管理。这样我们新的设计、新的想法可以以APP的形式能够在我们的操作系统上操作。如果在我们系统上有非常多的应用,我们需要以云服务的方式,这样就了新的虚拟化云平台,可以支持以云的方式支持各种新的网络构架和协议的研究和实验。

  第四点也是非常重要的毕教授认为未来我们网络设备厂商不应该单一化、简单化,应该允许多样化的存在。为此清华的FINE是四层的构架:最底层是转发平面数据层面开放式网络设备。可以支持不同的转发平面抽象的定义。网云操作系统是对虚拟化这层提供物理的接口,虚拟化平台提供逻辑级的接口,最下面一层是新的IP协议我们非常强调域间技术,一个管理域内可以是一种逻辑上集中管控的形式。但是跨管理域,比如说清华大学的管控平台肯定不能管控中国电信的资源。所以我们提出了一些域间协商机制。BGP认为是对可达性协商的基础,它本身是一个非开放式的仅针对路间路由的协议,所以我们提一个开放式的域间协商的技术。目的是更加灵活方便的支持各种网络结构和新协议的研究开发。

  最底层数据层面抽样技术:包括三类,一类是确定的数据平面抽象,一类是可组装的,一类是可编程的数据平面抽象。数据平面抽象是当你要运行新的协议或者构架,数据平面比较确定,那么Openflow或者它的扩展就能支持。如果你研究一个内容中心网协议,我们提出了一个能够支持内容转发的数据平面抽象。在我们这个项目里面,对Openflow做了拓展。因为这个工作是从2010年开始,当时Openflow不支持IPv6,所以做了Openflow的扩展,第二是网络状态感知,和网络分组的统计。因为IPv6需要这样的功能做了一些拓展。实现了OpenflowPLASS功能。可组装的数据平面抽象是指数据不确定,研究实验相对小轴没有主流接口支持,我们通过这样的技术可以帮你组装出你所需的控制平面。比如分装中心模块,表查找等等。第三类是深度可编程的。可以基于各类深度可编程构造你的数据平面。

  关于云服务平台。刚才说的系统还是针对物理资源转发处理,如果我们运行很多的协议,而且他们有共同的目标,有的是实验,有的是实际运行,他们对物理资源要求也不一样。

  新型网络体系结构和新协议的示范:因为现在毕竟真正能转化成功的还是IP新的协议,特别是IPv6是一个新的协议,很多研究领域在开发,我们看这样的平台是不是可以支撑信息的研究。

  最后毕教授谈了FINE未来发展的前景。毕教授指出首先它是一个实验平台,可以支撑各领域网络结构。是学术界在启发工业界的同行们想一想这样一种开放的模式是不是可以催生和培育新型的网络生态环境。比如一种新的构架的运营模式、开发、下载收费的新的运营模式,使很多懂一些网络的年轻人的智慧能够迸发出来变成新的系统。以及不断兼容多种转发抽象,多种协议自我演进的开放模式。

  责任编辑:三水

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