论文部分内容阅读
随着网络终端系统业务规模的持续扩大和新兴服务的大量涌现,当初设计的互联网已经难以承载现有的大规模数据传输的业务模式,且粗粒度的、协议栈严格分层的、静态的服务提供方式面对现有业务海量差异化的服务需求也力不从心。在这种背景驱动下,研究具有动态、冗余、异构的以服务为中心的网络体系结构成为了未来网络发展的一个必然趋势,未来网络的发展必须是面向服务(Service-oriented)与面向应用的,根本动力是为应用提供最好的服务,为人类提供无处不在、灵活的网络服务。本文基于国家973项目“可重构信息通信基础网络体系研究”中可重构网络服务模型Re-SCNet,采用可重构网络功能分解与组合的思想,对服务中心网络的服务寻址与路由关键技术进行了探索和研究。概括起来本文主要针对以下内容进行研究:1.针对传统网络节点适应能力弱,如何在Re-SCNet模型节点内动态组合元能力形成元服务的问题,提出了一种动态规划算法构建节点内最优服务链。将元能力组合问题建模为一个混合整数几何规划问题,基于动态规划算法求解获得最优构建策略,定制化一条面向服务的最优服务链,形成元服务供业务识别和调用。实验结果表明,Re-SCNet模型相比传统网络能有效的均衡节点负载,综合考虑最优解和时间代价。算法构建的服务链最优。2.针对Re-SCNet模型中服务标识SID(Service Identifier)与服务实例位置的解析问题,提出了一种基于位置感知DHT的服务寻址机制,并基于马尔科夫决策过程完成分层映射解析系统的构建,实现SID与服务位置的解析,完成服务寻址。仿真结果表明,LAHMChord系统能提供快速的映射解析服务,平均映射解析时延、一跳时延分别至少降低7.83%和12.46%,性能较优。3.针对Re-SCNet模型完成服务寻址之后如何在节点间选择服务路径问题,提出了服务路由矩阵SeMR算法构建节点间最优服务路径。本文将此问题建模为多目标约束下最优化服务路径问题OSPP-MoC(Optimal Service Path Problem with Multiple-Objective Constraints),并基于SeMR算法求解OSPP-MoC问题,完成服务路由。仿真结果证明此算法在网络代价、端到端时延、链路丢弃率、消耗的链路资源等方面具有较好的性能。4.针对可重构网络服务模型Re-SCNet的验证需求,依托于项目Re-SCNet服务寻址与路由创新实验平台,本文重新设计并完善平台的控制平面与数据平面。以NetFPGA-10G开放可编程硬件平台、可编程路由控制平台Quagga和虚拟化技术OpenVZ作为核心,分别在控制平面与数据平面完成实验平台的设计,从而支持多种业务并存、运行多种路由协议,并在此实验平台完成上述三种算法代码的调试。实验平台性能与功能的测试结果表明,此Re-SCNet具有路径定制能力、不受干扰性,且传输带宽平均增加了19%。