计算机网络安全虚拟化技术发展趋势——评《计算机网络安全及其虚拟化技术研究》

近年来,随着云计算、大数据、物联网等新兴技术的快速发展,网络环境变得更加复杂多变。网络攻击手段日趋多样化,攻击规模不断扩大,给企业和个人用户带来了巨大的安全威胁。传统网络安全防护手段已难以应对这些新的挑战,基于此,计算机网络安全虚拟化技术作为一种创新性的解决方案,正逐渐受到业界的关注和重视。

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。

基于虚拟化技术的医院网络安全隔离与隐私保护方法研究

在医院的创新与改革过程中,逐渐优化、更新了管理体制,作为民生基础工程,医院的网络安全管理受到了社会各界的广泛关注。为避免医院网络安全受到影响,应做好网络安全隔离与隐私保护工作。基于此,文中对引用虚拟化技术的医院网络安全隔离及隐私保护方法进行了研究,详细分析了虚拟化技术的特征及内涵,通过创建虚拟化防火墙、构建虚拟化隐私保护系统的方式,实现了对医院网络的安全隔离与隐私保护。研究证明,虚拟化技术在医院网络安全建设中具有较高的推广应用价值。

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。

基于虚拟化技术的计算机网络安全防护方法研究

科学技术的发展改变了人们的生产和生活方式,我国各领域建设也逐渐朝着“信息化”与“智能化”转型升级,计算机网络的普及和发展为人们的生活和工作带来了极大的便利,但同时也带来了很多安全威胁。比如网络攻击、数据泄露、恶意软件等问题,对网络安全提出严峻的挑战。为应对这些挑战,相关工作者也在不断探索新的网络安全防护方法,以提高网络的安全性和防护能力。文章重点探讨了基于虚拟化技术的计算机网络安全防护方法,以期为相关研究提供借鉴。

虚拟化技术在气象信息网络运行中的应用

虚拟化技术是信息网络建设和管理上的重大进步,该技术的应用有效减少了信息网络的运行成本,并将更好的服务提供给网络用户,进一步提升了信息资源的灵活性水平。随着气象事业的现代化水平不断提升,信息网络在气象系统中的地位日益显著,虚拟化技术的应用可以在一定程度上增强气象信息的硬件资源和网络资源使用效率,还能确保网络安全,进而减少信息中心机房的能耗。针对虚拟化技术,人们对其的定义是将多个操作系统同时在一台计算机上运行的技术。由于虚拟化技术的优势较为明显,可以扩大硬件容量,还能避免程序运行过程中的相互影响,进而提高计算机运行效率[1]。

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.

绿色移动边缘网络中可靠的虚拟网络功能部署技术研究

绿色移动边缘网络(GMEN)是一个新兴的分布式网络,它将可再生的绿色能量作为边缘节点运行的主要能源,从而减少从电网中获取的能量。在GMEN中,网络服务供应商可以将多个虚拟网络功能(VNF)按照特定的顺序组成服务功能链(SFC)来处理用户的请求,这些VNF可以以软件实例的形式被灵活地部署在边缘节点上来高效地利用绿色能量。为了保证服务的时延和可靠性要求,需要把多个备份VNF(BVNF)部署在距VNF k跳范围内的节点上,以便在VNF发生故障时能代替它继续提供满足时延要求的服务。然而,每个地理分散的边缘节点收集到的绿色能量是动态变化的,如果VNF周围的节点所收集的能量减少并小于运行BVNF所需的能耗,则需要从电网中获取额外的能量来保证它的运行。因此,根据节点收集的绿色能量和使用计算、通信等资源所消耗的能量速率,制定在线的VNF和BVNF联合部署方案,使得边缘节点从电网中获取的能量被最小化,同时保证服务的时延和可靠性要求,是一个NP-hard问题。目前,已有许多工作对这一问题进行了研究,并取得了一定的成果,但在实际的应用中仍面临着一些问题。为了更深入地推进该领域的研究,对近几年的最新研究成果进行了分析、归纳和总结,对比了它们的优缺点,并对未来的工作进行了展望。

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。

基于强化学习与鲸鱼优化算法的低延迟网络功能调度方法

针对在虚拟网络中如何对延迟敏感的服务功能链(SFC)上的虚拟网络功能(VNF)在调度过程时将VNF映射、调度联合解决并最小化VNF处理延迟的问题,提出了一种基于强化学习自调节鲸鱼优化算法,通过不同环境自动调节鲸鱼优化算法中的参数,同时使用交叉、变异以及领域算子整体来提高鲸鱼优化算法性能,在保证满足SFC的约束需求的情况下,以最小化完成时间为目标,建立VNF调度模型。模型通过改进鲸鱼优化算法和强化学习自动调节参数来加快收敛速度,找寻最优解。仿真结果表明,所提出的算法与HGWOA算法和GABL算法相比在性能上分别提升10%与16%。

基于云计算和虚拟化的网络安全实验教学平台建设研究

现代信息技术的迅速发展,对传统网络安全实践教学方式产生了很大的影响。各高校为了培养出实践能力强、综合素质高的应用型人才,对网络安全实践教学方式进行了改革,并取得了一定的成效。通过对传统网络安全实验教学平台存在的问题进行剖析,对基于云计算和虚拟化的网络安全实验教学平台设计和构建进行阐述,分析了网络安全实验平台的主要功能和具体操作步骤。使用基于云计算和虚拟化网络安全实验教学平台提升了学生的动手操作能力,降低了教学成本,解决了课程资源更新不及时等问题,为高校网络安全实践教学提供了一种新的思路和方式。

网络虚拟化及网络功能虚拟化技术探讨

对网络虚拟化及网络功能虚拟化的需求及热点技术进行分析,并提出在运营商网络中的典型应用场景:数据中心网络、移动核心网络、家庭网络。数据中心网络虚拟化可灵活实现不同租户的安全、流量、性能策略,实现网络自动配置;演进分组核心网网元虚拟化通过网络功能虚拟化实现不同种类网络硬件架构的统一,解决容量增加带来的成本问题,解决业务灵活部署和增强的问题;家庭网络虚拟化可简化用户侧设备,通过减少用户终端设备的维护和升级进而降低运营成本,并提高业务部署的灵活性。

网络功能虚拟化标准及技术探讨

指出基于网络功能虚拟化(NFV)的核心网代表着信息发展的重要趋势,中国在其标准化进展、架构及应用方面均取得显著进展。基于NFV的核心网需要解决一些关键问题才能进行部署,包括标准化问题、可靠性问题、安全性问题、性能问题等。强调对于电信和IT融合的统一资源协同编排能力的建设、新型数据中心组网的云化网络体系架构的研究以及网络演进和创新对于运营商是极大的挑战。

网络功能虚拟化中的网络转发性能优化技术研究

网络功能虚拟化(NFV)采用软件转发技术实现,其网络转发性能受到各类运营商关注。重点分析了NFV技术中影响转发性能的关键因素,讨论了多项开源转发性能优化技术实现方法 ,提出了NFV中性能优化整体解决方案,最后测试验证了部分开源技术对转发性能的提升能力,为NFV技术推广提供了重要参考。

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%。

网络功能虚拟化与软硬件融合的系统设计与实现

随着信息技术的飞速发展,网络通信系统正经历着前所未有的变革。网络功能虚拟化和软硬件融合作为这一变革的重要组成部分,成为现代网络系统设计与实现的关键技术。网络功能虚拟化通过将传统的硬件网络设备功能抽象为软件模块,实现网络服务的灵活部署和管理。而软硬件融合则通过充分发挥软件和硬件的优势,优化系统性能和资源利用率。这两者相互结合,推动网络系统向更高效、灵活、可扩展的方向发展。文章深入研究网络功能虚拟化与软硬件融合的系统设计与实现,通过探讨和总结研究成果,为网络系统设计与实现提供有益指导。

基于vmvare虚拟化架构的网络功能调度方法仿真

针对当前已有方法未能考虑最小服务延迟时间问题,导致任务队列负载预测结果不准确,平均端到端时延以及平均比特丢失率增加,等问题,提出一种基于vmvare虚拟化架构的网络功能调度方法,在vmvare虚拟化架构上,将最大网络资源利用率和最小服务延迟时间作为目标,构建基于马尔科夫决策的网络功能调度模型。通过改进的人工蜂群算法对模型进行求解,同时优化调度顺序以及虚拟选择问题,最终完成网络功能调度。仿真结果表明,所提方法可以有效提升预测结果的准确性,同时还能够减少平均端到端时延以及平均比特丢失率。

虚拟化技术在计算机网络实验室设计中的应用

阐述一种基于虚拟化技术的计算机网络实验室构建方案,实验设备和操作系统形成一种独立的虚拟实验环境,实现多用户共享、实现统一管理和随意部署的功能。

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。