可编程网络及其研究现状

可编程网络的出现是通信网络发展的一次重大进步，通过在网络节点提供可编程网络接口，可以实现网络行为的动态管理控制和新型业务的快速添加。首先介绍可编程网络出现的背景和基本概念，然后介绍了可编程网络的体系结构，国际上正在进行的可编程网络项目的研究情况并提出今后的研究方向。     

可编程网络技术

本文首先介绍了可编程网络出现的背景和基本概念，然后介绍可编程网络的优点和可编程网络的参考模型，即P1520参考模型，最后介绍国际上目前对可编程网络项目的研究情况．     

可编程网络技术概述

由于竞争的加剧和灵活提供服务需求的增长，传统网络体系已不能适应未来网络的发展。于是，可编程网络和主动式网络概念出现了。其宗旨是为网络增添可编程功能，使之快速提供新业务，并进一步提高网络性能。最后本文还介绍了国外在这方面的研究工作。     

通信网可编程性的原理及研究现状

可编程网络的目的是打破封闭式的网络模型。通过特定的对外接口、控制机制和内部处理模块实现网络设备的功能可编程。本文对通信网可编程性的原理给出了较详细的阐述并简要介绍了其应用、挑战和研究现状。     

网络可编程技术研究北大核心

网络可编程技术通过在网络设备提供开放的可编程接口,增强了网络的灵活配置能力和资源整合能力。首先从网络可编程技术的诞生背景入手,回顾了开放可编程思想、控制与转发分离架构以及目前典型的软件定义网络(software defined networking,SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)架构。然后,详细阐述了SDN架构下的协议无关性、流表实现、高级编程语言以及与NFV融合方面的研究成果。最后,总结了网络可编程技术的研究趋势。     

可编程网络原理与体系结构

传统的基于包交换的网络仅仅完成存储转发工作。然而,随着时间的推移,节点的计算能力越来越强大,而花销则越来越低,同时越来越多的网络功能也在实施当中,目的是为用户提供更好的服务(如电信部门的增值服务)。迅速创造、开发和管理新的服务是导致可编程网络研究的关键因素。这种新型的网络体系把更多的计算处理任务放到廉价的网络节点中,它允许用户对网络进行客户化编程,加速新技术、新协议标准的开发和应用,具有广泛的前景。主动网(AN,Active Networks)是可编程网络的一个重要研究方向,本文通过与传统网络相比较,就可编程网络的概念及其引发的新的研究课题进行分析讨论,重点介绍实现主动网的关键技术方法。     

通信网络可编程性研究和实现

可编程网络的概念是对现有网络结构的一种革新,它的主要特征是允许网络节点设备运行用户化的计算模块,方便地实现网络技术的更新和业务功能的动态创新,本文主要介绍了网络可编程的思路和网络节点编程的模式,以及实现方法。     

可编程移动IP网络及其应用

将有市场需求的服务尽快地提供给用户是移动服务提供商竞争的焦点，但是目前的网络技术极大阻碍了新服务的市场化。针对这一情况，基于主动网络技术提出一种可编程移动IP网络，该网络体系结构可以快速创建和部署新的移动IP服务和协议，这样的网络结构大大加快了移动应用服务的市场化进程。基于可编程移动IP网络体系结构开发了一种主动式移动IP协议，证实了可编程移动IP网络在服务创建上的高效性。     

面向软件定义广域网的路径可编程性保障研究综述

软件定义网络(SDN)被誉为下一代网络的关键技术。近年来，SDN已经成为学术界与工业界的热点。广域网是SDN应用到工业界的一个重要的场景。基于SDN的广域网被称为软件定义广域网(SD-WAN)。在SD-WAN中，SDN控制器通过控制流转发路径上的SDN交换机来实现流的路径可编程性。然而，控制器失效是SD-WAN中一种常见的现象。当控制器失效时，流转发路径上的交换机会失去控制，流的路径可编程性将无法得到保障，从而无法实现对网络流量的灵活调度，导致网络性能下降。该文对SD-WAN控制器失效场景下保证路径可编程性的研究工作进行了综述。该文首先阐述了当控制器失效时，SD-WAN中路径可编程性保障研究的背景及意义。随后，在查阅分析了国内外相关文献的基础上，介绍了当前在控制器失效时SD-WAN对交换机的主流控制方案。最后，对现有研究成果可能的进一步提高之处进行了总结，并对此研究的未来发展与研究前景进行了展望。     

基于SDN的网络虚拟化仿真研究

软件定义网络的集中控制和可编程能力解决了传统网络虚拟化技术的弊端。为了进一步研究网络虚拟化技术,采用Mininet、OpenVirteX和Floodlight等软件,提出一种基于SDN的网络虚拟化仿真平台实现方案。总结了SDN网络和网络虚拟化特性,介绍了基于SDN的网络虚拟化仿真平台的系统架构,验证了其功能和隔离特性。提出的仿真平台为基于SDN技术的网络虚拟化创新提供了良好的平台支撑。     

采用Intel网络处理器实现MPLS路由器

多协议标签交换(MPLS)作为下一代网络的核心技术，在越来越多的网络设备中获得了应用。网络处理器具有强大的线速分组处理能力和灵活的可编程性。重点介绍了采用Intel网络处理器实现MPLS路由器的软件结构，为使用网络处理器的研发人员提供了一个应用实例。     

可编程网络的QoS

主要介绍以IEEEP1520参考模型为基础的可编程QoS的结构和应用编程接口(API),还介绍上层网络QoSAPI和下层网络元素API的设计方法。     

基于融合网络的通信软件体系结构探讨

重点介绍了融合网络NGN的体系结构，并对这一体系结构进行了较系统的论述与分析，指出开放性和可编程性是其最重要的两个特征，并通过对NGN的两个应用——JAIN和JAIN Parlay网络的分析加以论证，此外还对NGN的下一代应用——NGA网络作了简要介绍，并对NGN未来发展作了预测。     

基于以太网的宽带接入技术

随着宽带网络应用的发展，宽带接入已成为目前研究的焦点。进而出现了多种宽带接入技术。就中国国情和以太网技术的特点，提出采用以太网接入技术解决通信网络发展过程中的瓶颈问题，在探讨了可能出现的问题后，介绍了相应的解决方案，最后介绍了新一代以太接入网的概念。     

可编程数据平面技术综述

在软件定义网络中,可编程数据平面提供的编程能力是网络功能虚拟化的基石。可编程数据平面技术的核心是可编程能力与数据包处理性能。首先从数据平面的可编程性出发,探讨现有数据平面的数据包处理抽象。然后,分别对数据平面实施的目标平台与对应平台上的主要流表算法进行介绍,详细论述现有数据平面技术。最后,探讨了高性能数据平面技术存在的关键挑战。     

一种全新的网络处理器

网络设备的可编程能力和处理速度常常是一对矛盾。网络设备开发因此经常不得不在软件实现的灵活性和硬件实现的开发复杂性之间作出抉择。网络处理器很好地解决了编程能力和处理器速度之间的矛盾,为广大网络设备开发商所看好。从网络处理器的出现谈起,分析了网络处理器应具备的特性,并结合AGERE公司的网络处理器产品介绍了网络处理器的体系结构、原理及主要功能,在文章的最后部分又结合示例对网络处理器的应用作了进一步阐述。     

可编程网络数据平面技术进展

网络数据平面执行数据包处理转发,是网络性能的决定性因素之一。大带宽、低时延、可持续演进的网络基础设施需要构建高效可编程的网络数据平面。首先,介绍数据包处理转发模型,并以此为基础概述网络数据平面在性能与可编程性面临的关键挑战。然后,从数据包查找算法理论与软/硬件协同实现机制出发,详细论述其基本思路及关键核心技术进展以应对上述关键挑战。最后,探讨高效可编程数据平面的未来发展趋势与技术演进路线。     

基于网络处理器的DiffServ边界路由器研究与实现

DiffServ体系由于其良好的可扩展性在QoS中得到了广泛的应用。但基于GPP和ASIC的传统网络解决方案由于不能兼顾效率和灵活性，已经不能满足需求；为了解决这个问题，一种并行可编程的网络处理器被应用到路由器的设计中来。以IXP1200为例，介绍了其体系结构，分析了DifsServ机制原理，对基于网络处理器的：DiffServ体系中边界路由器设计进行了研究，并给出了其实现方法。     

网络虚拟化的过去、现在和未来

网络虚拟化过程中主要诞生过4类过渡技术:虚拟局域网络(VLAN)、虚拟专用网络(VPN)、主动可编程网络(APN)、覆盖网络。网络虚拟化的研究现在主要集中于3个领域:云计算应用、平台化实现、软件定义网络。认为网络虚拟化的未来在性能保障、可靠性、易用性和完备性等方面需要加强,为此未来的网络虚拟化需要优化自身服务结构,并向无线网络、光网络等领域推广,此外还需要提供更加友好的可编程接口(API)以及网络功能。     

SDN在IP网络演进中的作用

Web已经改变了一切。新的服务每天都在出现,并且有些服务一夜之间就能够获得巨大的用户量,导致网络中的使用方式和流量模式完全难以预测。过去所建立的基础设施难以适应这些新变化,为了满足这些需求,网络必须能够快速、自动、经济地适应新的变化。软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)就是其中两个能灵活地使能上述需求的技术。本文描述了SDN在IP网络领域中所起的作用(包括在实现NFV方面的关键作用),并介绍了关于网络如何引入SDN和NFV的场景和多个使用案例,用于说明SDN和NFV如何使得网络更加敏捷、可编程、优化地支持业务和用户的特殊需求。