未來網(wǎng)絡虛擬化關(guān)鍵技術(shù)研究(編輯修改稿)
2025-07-23 18:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 O類似于主動網(wǎng)絡的研究，但不允許用戶對網(wǎng)絡編程，而服務提供者可以定制網(wǎng)絡來為終端用戶提供端到端的服務。 4WARD項目 4WARD虛擬化框架允許多個網(wǎng)絡在一個通用的平臺上，通過網(wǎng)絡資源運營級的虛擬化進行共存。4WARD可以支持異構(gòu)虛擬網(wǎng)絡在一個安全、可信的商業(yè)環(huán)境下，進行按需的實例化和可靠的互操作。4WARD同時支持異構(gòu)網(wǎng)絡技術(shù)的虛擬化(包括有線和無線)、異構(gòu)終端用戶設施和新型網(wǎng)絡協(xié)議等。這些都是4WARD核心框架設計的一部分，但4WARD期望將網(wǎng)絡虛擬化帶給終端用戶，而不僅僅把它限制在試驗網(wǎng)絡或試驗床上。 從上述研究計劃中，可以看出目前虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡技術(shù)、協(xié)議層次和虛擬粒度上出現(xiàn)了3種趨勢[1011]。 (1)粒度越來越細 早期的虛擬化項目只關(guān)注在連接的虛擬節(jié)點或在物理節(jié)點之間部署虛擬鏈路，實現(xiàn)虛擬網(wǎng)的隔離。最近的研究例如GENI、4WARD等，不僅僅實現(xiàn)節(jié)點或鏈路的虛擬化，更關(guān)注通過有效的完整隔離實現(xiàn)服務器、交換機、網(wǎng)絡管理平面的虛擬化。 (2)層次越來越低 虛擬網(wǎng)絡的研究存在著不同的分層，從物理層(如UCLP)到應用層(如VIOLIN)，虛擬化的層次越低。虛擬網(wǎng)絡對更高層的協(xié)議越來越不可知，虛擬網(wǎng)絡的靈活性將更高。 (3)越來越關(guān)注網(wǎng)絡的異構(gòu)環(huán)境 隨著移動和無線設備數(shù)量的增加，專門網(wǎng)絡技術(shù)的出現(xiàn)(例如傳感器網(wǎng)絡)。網(wǎng)絡虛擬化嘗試在一個集成環(huán)境下兼容多種異構(gòu)網(wǎng)絡技術(shù)，更關(guān)注平滑不同技術(shù)的差異。3 支持上下文感知的網(wǎng)絡虛擬化技術(shù) 可以看出，網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)可以不受現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)“僵化”設計缺陷影響，通過虛擬網(wǎng)絡環(huán)境為新技術(shù)的測試、驗證提供創(chuàng)新的試驗平臺，支持不同網(wǎng)絡架構(gòu)的共存與管理，激發(fā)網(wǎng)絡技術(shù)的創(chuàng)新，提高網(wǎng)絡的靈活性。另一方面，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的QoS保障機制存在缺陷，互聯(lián)網(wǎng)僅提供“盡力而為”轉(zhuǎn)發(fā)服務，難以滿足上層業(yè)務的QoS需求，通過虛擬化的方法，對底層資源(包括鏈路資源、節(jié)點資源等)優(yōu)化組合，可以動態(tài)獲得較為可靠的QoS能力，從而支持上層業(yè)務的QoS需求。因此，本文提出一種支持上下文感知的網(wǎng)絡虛擬化實現(xiàn)方法，從虛擬化的分層模型、動態(tài)資源分配與控制和虛擬網(wǎng)絡創(chuàng)建流程3個方面進行介紹。 分層模型 在網(wǎng)絡虛擬化分層模型中，包含如下3層結(jié)構(gòu)：基礎設施層、虛擬化重疊層以及服務層，如圖2所示?；A設施層由眾多的基礎設施提供者(InP)組成，每個InP包括大量的可編程的支持虛擬化的節(jié)點，例如路由器及終端服務器等。InP通過虛擬化資源統(tǒng)一描述方式將底層資源的細節(jié)屏蔽，為上層提供統(tǒng)一的虛擬資源抽象。虛擬化重疊層基于分布式智能多代理系統(tǒng)，由一系列分布的域管理器組成。每個域管理器對應相應的一個InP。域管理器負責資源的探測、抽象，虛擬資源的分配、調(diào)度，虛擬網(wǎng)的創(chuàng)建、實例化。服務層由眾多相互隔離的虛擬網(wǎng)組成。這些虛擬網(wǎng)由用戶或者用戶代理發(fā)起的請求進行驅(qū)動，由域管理器進行調(diào)度、分配、創(chuàng)建，完成特定的功能。這些特定的功能主要包括兩大方面：新型網(wǎng)絡協(xié)議、架構(gòu)的測試驗證和針對特定的服務需求，實現(xiàn)特定的虛擬專網(wǎng)。 對于虛擬化層中域管理器之間的協(xié)同和交互問題，可以采用集中或分布式的管理方式，按照特定的協(xié)議交互信息，以獲得相關(guān)域管理器的資源信息。每個域管理器內(nèi)部由一系列相應的功能模塊構(gòu)成：資源發(fā)現(xiàn)、情境建模、資源映射以及特定的策略庫等組成，如圖3所示。資源發(fā)現(xiàn)主要是確定它們管理網(wǎng)絡的拓撲和相應網(wǎng)絡元素的狀態(tài)，更進一步，鄰近的域管理器也同樣共享狀態(tài)信息，在網(wǎng)絡之間建立鏈路，實現(xiàn)域間虛擬網(wǎng)絡的構(gòu)建。虛擬資源映射主要是按照策略庫中的約束對虛擬節(jié)點和虛擬鏈路分配到相應的物理的節(jié)點和路徑上，目前主要有靜態(tài)分配和動態(tài)分配兩種方式[1113]。 動態(tài)資源分配和控制 虛擬化重疊層邏輯上可以分為虛擬化子層和控制子層，不僅可以實現(xiàn)網(wǎng)絡隔離與資源共享，同時可以與業(yè)務層面進行交互，并對底層網(wǎng)絡基礎設施進行集成與管理，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的上下文感知和資源的優(yōu)化配置。業(yè)務感知的動態(tài)資源分配和控制如圖4所示。這里借鑒通信網(wǎng)絡的認知技術(shù)，感知當前內(nèi)外環(huán)境和網(wǎng)絡狀態(tài)的變化，并依據(jù)網(wǎng)絡整體目標及端到端需求，通過執(zhí)行適當?shù)膶W習推理機制，利用感知到的
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