P4与POF协议无关可编程网络技术比较研究

软件定义网络(SDN)使用户可以根据需求对网络进行编程来动态配置网络,通过分离控制平面与数据平面,极大增加网络的灵活性。OpenFlow作为其中的一个代表性协议,已经进化了多个版本,但由于其协议规范的约束,用户对网络设备数据平面的操作受到限制。P4高级编程语言和POF技术的提出有效解决了上述问题。本文分别从转发模型、流程控制及指令操作三个方面阐述P4和POF的不同之处,并总结二者的优点与不足。

基于P4的HTTP网内缓存方案及其实现

【目的】在当今的网络交互中,最常用到的是HTTP协议,并且HTTP的使用量仍在迅速增长。然而,HTTP的通常传输仍然需要基于基础的TCP/IP协议栈,这限制了其解决当前因特网上的问题的能力。在用户浏览网页时,网页的响应速度对用户的访问体验来说是很关键的。本文旨在给出一种可行的使网页浏览响应速度提升的方案。【方法】在本文中,我们提出并测试了一种解决方案,借鉴ICN(信息中心网络)协议的思路,通过使用P4(协议无关的可编程数据包处理器)语言,在HTTP协议中实现网络内缓存。首先,我们提出一种数据包转换机制,用于普通数据包与特制数据包的来回转换,其次采用P4语言程序在转发路由器中实现ICN传输过程。【结果】为了评估成果,我们用虚拟机设计搭建了一个网络拓扑。经过测试,与使用普通的HTTP协议时相比,本文中的方案使P4交换机能够缓存HTTP内容响应,聚合相同的请求,改善网络的性能。【结论】于是得出在提升用户浏览网页时的体验上,本文提出的方案是有效的。

P4技术的边缘计算相关应用研究

为应对万物互联时代边缘计算驱动下的一系列新型网络需求,文章以P4语言及协议无关可编程架构的诞生为着眼点,阐述了二者相较于现有其他技术的优势及特点,着重研究了P4语言及协议无关可编程架构在5G边缘计算相关领域的应用,并结合中国联通近期开展的实验室试点项目进行了案例分析。

采用P4的数据平面NAT-DP技术方案

针对协议转换(network address translation-protocol translation,NAT-PT)技术服务于IPv4和IPv6节点之间的通信,无法实现多协议节点之间的数据包通信,缺乏协议扩展功能的问题,提出一种基于P4的网络地址-可编程数据平面协议转换(network address translation-programmable data plane protocol translation,NAT-DP)技术方案。该方案运用可编程协议无关报文处理语言完成解析器、控制流和匹配动作表的定义,实现多协议数据包在数据平面的解析、协议转换与重组。实验结果表明,该技术方案可以有效解决NAT-PT的协议扩展性问题,并使管理员在数据平面实现协议转换机制的可重配置。

基于可编程数据平面的实时传输技术研究

随着人们线上业务的增多,在线教育、在线会议等业务对网络时延和抖动有了更高的要求,因此,该文基于软件定义网络(SDN)架构,在可编程数据平面使用P4语言设计了一种实时传输方案。该方案基于可变阈值机制,通过在可编程数据面上建立一种阈值反馈自调节机制,使优先级调度和重路由调度能适应网络波动,降低时延。实验结果表明,改进后方案在时延和抖动方面均有明显改善,提高了实时传输业务质量。

基于硬件可编程交换机的计算机网络实验教学方案

为提高计算机网络实验教学的真实性、实践性和灵活性,搭建基于硬件可编程交换机的真实网络实验平台。通过典型的路由转发和抓包测试实验,展示实验平台的拓扑结构搭建、代码编译运行、路由转发配置以及转发测试分析过程。该实验教学方案以商用可编程交换机作为实验平台,与工业界实际应用接轨,有利于培养学生的实践动手能力,增进对真实网络环境的了解,深化对计算机网络传输协议和路由转发原理的理解。

网络功能虚拟化技术综述

无论是企业网还是数据中心,为实现相关应用功能、提升网络性能和加强网络安全等部署了大量的网络功能设备,但这些网络功能设备大多基于硬件,存在功能固化、扩展能力差、统一管理困难等问题。为解决上述问题,学术界和工业界不约而同将目光投向了网络功能虚拟化NFV技术。通过解耦网络功能和物理设备,使网络功能不受物理设备的约束,便于网络设备服务的升级更新,同时,NFV为新的体系结构、系统和应用的产生提供了可能。首先介绍了NFV技术,并与云计算和SDN进行对比,然后从VNF的系统结构、数据平面、控制平面、部署方式、实现语言和应用6个维度详细阐述了当前的研究成果,最后总结并展望了NFV未来的研究发展方向。

SDN数据平面软件一致性测试用例生成方法

SDN(software-definednetwork)旨在解决架构复杂且分散的传统网络出现的问题,使网络具有更强的灵活性.P4编程语言的特征在于用户可以直接根据自己对处理数据包的需求定义P4程序,然后经过编译过程,生成适配文件将用户需求配置到网络设备.面向P4编程语言的SDN数据平面一致性测试,是将一致性测试用例发送给P4网络设备,评估实际输出和预期输出的一致程度.一致性测试用例是执行一致性测试的载体,而传统的人工构造测试用例是一项繁琐耗时费力的工作.重点分析了面向P4编程语言的SDN数据平面软件一致性测试用例设计原则和生成方法,给出了一致性测试用例覆盖标准,设计了命令信息实体结构和测试用例实体结构,以装载P4程序的simpleswitch虚拟交换机为测试对象,说明一致性测试用例生成过程,实现了一个用于P4网络设备一致性测试的测试用例自动生成工具,并验证了该工具自动生成测试用例的有效性,实现了一致性测试用例构造过程简易性.