一种与SDN控制器组合运行的NFV虚拟化仿真网络架构

在如今的互联网时代,网络显然是现代社会信息通信基础架构的重要组成部分,网络虚拟化仿真技术已成为满足日益复杂的网络性能和可扩展性需求的关键因素。然而,传统的网络架构受到静态配置的限制,无法灵活适应不断变化的应用需求,其管理和维护也面临着越来越复杂的挑战。基于此,本文提出了一种与软件定义网络(SDN)控制器组合运行的NFV虚拟孪生网络架构,其特征在于通过虚拟容器化技术建立虚拟孪生网络,在与现有SDN控制器的合理交互下,实现虚拟网络对物理现网的大规模、精确仿真。此架构在虚拟化网络仿真场景下,同样也实现了对大规模物理现网的“同步化”“规模化”“精确化”虚拟仿真。

基于SDN与NFV的航空信息网虚拟化体现结构研究

未来的航空环境将面临任务复杂多样,单一的航空电子系统处理和数据存取资源难以满足航空电子任务所需资源要求,多系统、跨平台、信息融合、协同合作是未来航空体系发展趋势,因此需要进行多系统跨平台综合。多系统跨平台综合需要航空信息网具备覆盖范围广、网络拓扑结构动态可变、资源利用充分以及应用服务多样化的特性。针对多跨系统跨平台综合对航空信息网的要求,基于软件定义网络(software defined network, SDN)和网络功能虚拟化(network functions virtualization, NFV)构建SDN-NFV网络,分析其在网络覆盖范围、网络拓扑结构动态构建、资源分配利用以及在应用服务多样化的优势,从而解决多系统跨平台综合的航空信息网要求。

网络功能虚拟化领域专利创新主体分析

网络功能虚拟化(NFV)是一个比较早的想法,当它首次被提出的时候还无法真正实现。但随着软件定义网络(SDN)的出现、服务编排技术和虚拟化技术的发展,现在已经可以实现。且随着技术的逐渐成熟,NFV在网络工程设备产业化、标准化建设中的优势日益突出,在不同行业和应用场景中发挥着重要的作用。

联合遗传算法和强化学习的虚拟网络功能映射与调度方法

网络功能虚拟化环境下,为满足用户不同需求并提高资源利用效率,将虚拟网络功能映射与调度联合考虑。首先,通过构建网络低时延、虚拟机资源高利用及能量低损耗的多目标优化模型,设计了一种强化学习(RL)联合第三代非支配排序遗传算法(NSGAⅢ)的优化方法RL-NSGAⅢ;然后,采用两段式初始化技术求得高质量初始解,利用强化学习的优势自适应调节交叉变异参数,以保持种群多样性;最后,基于参考点的第三代非支配排序遗传算法,将虚拟网络功能映射至虚拟机并进行调度服务,得到多目标优化策略。仿真结果表明:相较于已有的NSGAⅢ、NSGAⅡ和MOPSO算法,采用RL-NSGAⅢ算法计算得到的时延降低了17%~28%,节点负荷提高了9%~19%,能量损耗降低了12%~26%,表明所提算法在提高网络速率和降低网络运营支出上的有效性。

我国牵头提出的国际标准《信息技术 网络安全 第7部分:网络虚拟化安全指南》正式发布

近日,我国牵头提出的国际标准ISO/IEC27033-7:2023《信息技术网络安全第7部分:网络虚拟化安全指南》(Information technology–Network security—Part 7:Guidelines for network virtualization security)正式发布。该提案于2018年9月提交至ISO/IEC JTC1/SC27,后经研究,于2020年9月正式立项;2023年11月正式发布。

网络虚拟化技术对多租户环境下网络安全的影响

云计算的应用范围非常广泛,可以提供高效计算、存储和网络资源供用户租用,从而提升工作效率,适用于各种企业应用、移动应用、社交网络、在线商店等。同时云计算的多租户环境不可或缺,这意味着多个用户可以在同一云环境中共享资源。虽然多租户环境可以提高资源利用率,但也需要考虑多租户环境的安全性,特别是数据安全和资源隔离。传统的网络安全技术无法完全解决多租户安全性问题,因为在多租户环境中,用户之间的数据和资源是相互隔离的,因此需要一种能够保护每个用户数据和资源的技术。基于网络虚拟化的多租户安全性保护技术应运而生。基于网络虚拟化的多租户安全性保护技术为云计算提供更加安全、可靠、高效的服务,是云计算发展的重要方向之一。

云计算环境下的网络虚拟化与性能优化

网络虚拟化作为云计算的关键技术,虽然提高了资源的灵活性和效率,但也带来了性能优化的挑战。文章首先分析网络虚拟化的原理及其在云环境中的应用,其次提出针对性的优化策略,最后进行实验分析。实验结果表明,优化后的资源利用率、响应时间、网络延迟、吞吐量、数据传输速率均优于优化前,且高负载下网络能够稳定运行,无性能下降。

基于SDN的多域光网络虚拟化技术研究

随着网络虚拟化技术的发展,软件定义网络(SDN)应运而生,进一步推动了网络管理的现代化。SDN通过将网络控制层与数据转发层分离,实现了网络控制的集中化与程序化,极大地提高了网络配置和管理的灵活性。在网络虚拟化的背景下,SDN的引入不仅简化了网络管理,还提高了网络的可编程性和自动化水平,从而有效支撑了网络虚拟化技术的实际部署和运营。

铁路信息系统网络设备虚拟化研究

随着国家十三五铁路规划的实施,大批建成的高速铁路形成高铁网,高速铁路给人民的生活带来的便捷也日益凸显。而在我国美丽的塞上江南宁夏,省内第一条高速铁路吴忠至中卫城际铁路于2019年12月29日正式开通,对于提升宁夏在“一带一路”上的区位优势,构建宁夏内联外通、通边达海的黄金通道,助力宁夏脱贫攻坚和高质量发展有积极影响。保证旅客正常乘坐高铁,铁路信息系统的稳定至关重要,针对铁路信息系统网络设备虚拟化在吴忠至中卫城际铁路建设中的应用以及施工中存在的问题,不断进行整改和完善,解决施工中存在的问题,为后期的稳定运营提供支持。

面向5G网络虚拟化技术的安全研究

在5G时代,使用SDN、NFV等虚拟化技术,在实现资源利用率提升、网络运营成本降低的同时,也面临着物理防御边界消失、系统暴露面加大、受攻击面广等更为复杂的虚拟化安全问题。在对SDN、NFV等5G虚拟化关键技术及安全风险进行分析基础上,提出了面向5G网络虚拟化技术的安全策略,有助于提升网络虚拟化技术安全水平,降低风险隐患。

云计算环境下的网络云虚拟化技术研究与应用探讨

本文旨在探讨网络云虚拟化在云计算环境中的应用情况。网络云虚拟化具备资源共享,提高资源利用,确保安全防护,节能环保等优点。研究采用理论分析,分析比较各虚拟化技术在进行到云计算环境中的性能。研究得出,在云计算环境中,如果选了适合的网络云虚拟化技术,就能大大提高系统的处理能力和资源利用率,而且提供的网络服务质量也相当高。这种技术,还有很强的可扩展性和安全性。并且虚拟化技术对云计算环境中的数据中心能耗控制具有重要的含义,对节能环保也起到积极的推动作用。因此,研究和应用网络云虚拟化技术在云计算环境下具有重要的理论和实际价值。

天地一体化网络关键技术研究综述

作为地面网络的补充和延伸,卫星网络有助于加速弥合区域间的数字鸿沟,扩展地面网络的覆盖和服务范围.然而卫星网络拓扑动态性高、传播时延大、星上计算能力和存储能力均受限,因此实现卫星网络与地面网络的有机融合,构建覆盖全球的天地一体化网络面临路由扩展性、传输稳定性等技术挑战.针对天地一体化网络的研究挑战,从网络架构、路由、传输和基于组播的内容分发等方面介绍了国内外的研究现状,并展望了天地一体化网络的发展趋势.

多域网络中基于时延感知的虚拟网络映射方法

随着各种时延敏感型应用的出现,如何提高系统的时延性能已经成为了学术界的热门话题。然而,现有的多域映射算法很难满足虚拟网络对时延性能的要求。因此,为了解决这一问题,提出了一种基于时延感知的多域虚拟网络映射算法(time delay sensitive virtual network embedding,TDS-VNE)。在节点映射阶段定义了一个节点传播时延评价函数(D),在链路映射阶段定义了路径时延感知参数。仿真结果表明,提出的映射算法降低了平均网络传播时延且在虚拟网络请求接受率、长期收益成本比等指标上具有良好的效果。

数据中心的网络虚拟化技术研究

文中以数据中心的网络虚拟化技术为研究对象,探讨了在现代数据中心环境下如何优化网络资源利用、提高网络性能和灵活性的问题。首先,引入了软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)的基本概念与架构,分析了SDN与网络虚拟化的关系。在此基础上,设计了一个综合性的网络虚拟化总体架构,以支持多租户的虚拟网络隔离和灵活配置。随后,详细介绍了虚拟局域网(Virtual Local Area Network,VLAN)技术在该总体架构中的实现方法。为验证VLAN技术在数据中心网络中的效果,文中设计了实验环境并进行了实验评估。结果表明,VLAN技术有效提高了数据中心网络的资源利用率,提升了网络的灵活性和性能,验证了其在数据中心网络中的实用性和优越性。

多维资源均衡的虚拟网络功能部署方法

现有虚拟网络功能(virtual network function,VNF)部署方案大多基于单一资源展开研究,忽略了VNF的多维资源需求,导致资源分配失衡,造成低效部署。针对这一问题,提出一种高效的多维资源均衡的VNF部署方法。为避免后续VNF部署时的资源浪费,在正式部署前会对部分服务器进行VNF迁移。综合考虑VNF的多种资源需求,通过周期性更新服务器的各种资源信息,为各个待部署VNF寻找最合适的部署服务器。仿真结果表明,基于该方法进行VNF部署,可以在保证服务器资源分配均衡的同时,在每个维度上实现近乎最优的资源利用,有效减少使用的服务器的数量。

基于虚拟网络嵌入的边缘计算网络资源分配方法

随着5G技术的普及,对服务质量(QoS)和体验质量(QoE)的需求不断提升,边缘计算受到广泛关注。然而,边缘计算网络的高度动态化和连接复杂性对其资源分配问题提出了严峻挑战。目前网络虚拟化被广泛地应用于增加网络架构的灵活性当中,基于上述启发,采用虚拟网络嵌入方式来进行边缘计算网络的资源分配。首先部署一个基于深度强化学习的多层策略网络,用于提取环境信息,计算边缘节点的可用资源,筛选满足资源分配条件的候选边缘节点;其次,将边缘链路的资源按照最短路径算法进行分配;最后,构建一个仿真环境,通过丰富的实验证明了所提出的策略网络的优势。

基于SDN的网络虚拟化技术研究

互联网在过去的多年里迅速发展,开始出现如云计算、物联网和大数据等新的计算模式,这些计算模式需要有更快的部署速度、更好的移动性和扩展性,而目前的传统网络缺乏快速迁移和扩展,不能很好地满足不同用户对网络更灵活的需求。为了适应新条件下更复杂的网络,本文提出了网络虚拟化技术,而将SDN技术应用在虚拟网络中,能大幅降低网络的复杂程度,更加促进网络虚拟化的进程。

支持多个网络功能共存的可编程数据平面虚拟化

网络虚拟化允许多个虚拟网络在同一物理基础设施上共存,有利于未来网络技术的增量部署。然而,当前可编程数据平面提供独占的数据平面抽象难以同时支持多个网络功能,该文提出一种支持并行流水线的虚拟化可编程数据平面结构(Virtualized P4-based Programmable Data Plane architecture with Parallel Pipeline,VirtP6),允许在单个物理设备上运行多个相互隔离的网络功能。VirtP6改变了可编程数据平面的单一流水线结构,引入并行的多个数据包处理流水线,实现了可编程数据平面的虚拟化,并保证了不同虚拟网络功能之间的资源隔离、流量隔离和访问隔离。最后,针对VirtP6的虚拟化开销、隔离性、可扩展性、网络适用性能进行实验评估。实验结果显示,与HyperP4相比,VirtP6大大降低了虚拟化开销,将延迟减少了68%,吞吐量提高了75%,具有良好的隔离性和扩展性。

一种低时延虚拟网络功能映射及调度优化算法

针对传统虚拟网络功能映射及调度服务时间长、不稳定的问题,提出了一种新的虚拟网络功能映射及调度优化算法。以虚拟网络功能链路传输时延与实例化时延整体最小化为目标,建立虚拟网络功能映射及调度模型,通过设计一种低时延映射及调度算法(GABL),根据虚拟网络功能与虚拟机之间的映射集合,优化虚拟网络功能映射节点的选择问题及调度顺序问题,求解出最短时间的网络功能虚拟化映射及调度方案。GABL算法采用两段式初始化技术,将虚拟网络功能和虚拟机分别进行初始化,提高初始解的质量;利用具有锦标赛策略的人工蜂群算法对问题进行求解,保留优秀基因与种群多样性,避免陷入局部最优;采用局部搜索算法在可行解附近进行寻优,加快求最优解的速度。仿真实验结果表明:GABL算法具有稳定性强、收敛性快等特点,能够有效降低虚拟网络功能映射及调度服务时间;与GATS算法相比,GABL算法的服务完成时间减少了15%。

基于虚拟网络嵌入的异构算力网络资源管理

随着人工智能大模型引领的新应用和新需求的蓬勃兴起,算力规模和计算技术正经历着前所未有的快速演进与多元化创新。然而,在算力网络呈现集群化和异构化趋势的同时,算力需求迅猛增长与资源利用低效性之间的矛盾日益凸显。如何实现对异构算力的统一高效管控以提升资源利用率,已成为当前研究的重要课题。基于网络虚拟化(network virtualization,NV)技术,提出了一种基于虚拟网络嵌入(virtual network embedding,VNE)异构跨域算力资源分配方法。具体而言,构建了一个基于深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)模型的策略网络,负责精准计算候选算网节点与链路,以实现资源优化分配。通过一系列仿真实验,验证了该方法的有效性,为解决异构算力管理问题提供了新的思路和方法。