SDN试验床网络虚拟化切片机制综述

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016083

通信学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (4): 159-171.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2016083

SDN试验床网络虚拟化切片机制综述

刘江^1,²,黄韬^1,²,张晨¹,张歌¹

¹ 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京100876
² 北京未来网络科技高精尖创新中心，北京100124

出版日期:2016-04-25 发布日期:2016-04-26
基金资助:
国家自然科学基金资助项目;国家高技术研究发展计划基金资助项目（“863”计划）;国家高技术研究发展计划基金资助项目（“863”计划）;北京市科技新星计划基金资助项目

Research on network virtualization slicing mechanism in SDN-based testbeds

Jiang LIU^1,²,Tao HUANG^1,²,Chen ZHANG¹,Ge ZHANG¹

¹ State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
² Beijing Advanced Innovation Center for Future Internet Technology, Beijing 100124, China

Online:2016-04-25 Published:2016-04-26
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China;The National High Technology Research and Development Program of China(863 Program);The National High Technology Research and Development Program of China(863 Program);Beijing New-Star Plan of Science and Technology

摘要/Abstract

摘要：

未来网络体系架构和关键技术的研究需要灵活开放的测试验证环境，基于传统分布式的网络架构难以达到动态虚拟化、有效管控和新协议灵活部署的需求。随着软件定义网络（SDN）技术的出现和发展，上述问题找到了有效的解决途径，因此，基于 SDN 构建网络试验床成为了近年来该领域的主流研究方向之一。其中，基于SDN的网络虚拟化切片技术更是试验床中的核心支撑技术，可以根据不同试验的需求切分物理网络资源，从而提供并行、独立的网络环境。将重点研究基于 SDN 的试验床中使用的网络虚拟化切片机制，从“流量识别和切片网络标识”、“虚拟节点抽象”和“虚拟链路抽象”这3个关键技术出发，对当前基于SDN试验床中的典型网络虚拟化切片机制进行介绍与分析，并总结了该领域未来可行的研究方向。

关键词: 软件定义网络, OpenFlow, 网络虚拟化, 试验床

Abstract:

The researches on future network architecture and key logies need test environment both open and flex-ible. Traditional distribute architecture was short on effective control and new protocol deployment. The emerging of the software defined networking (SDN) technology provides a promising way to s this problem and become a major re-search direction in recent years. In the SDN based network testbed, the virtual network slicing technology was a key issue since it could separate physical resource and provided individual virtual network environment. Therefore, the slicing me-thods of some typical network virtualization platforms with the perspective of “slice identifier”, “virtual nodes ab-straction”and “virtual links abstraction”were introduced , and the future research directions were concluded in this field.

Key words: software defined networking, OpenFlow, network virtualization, testbed

刘江,黄韬,张晨,张歌. SDN试验床网络虚拟化切片机制综述[J]. 通信学报, 2016, 37(4): 159-171.

Jiang LIU,Tao HUANG,Chen ZHANG,Ge ZHANG. Research on network virtualization slicing mechanism in SDN-based testbeds[J]. Journal on Communications, 2016, 37(4): 159-171.

图/表 9

图1

图3

图2

图4

图5

图6

图7

图8

表1

参考文献 22

[1]	LIANG J X , LIN Z W , MA Y . Research of future internet network experiment platform:a survey[J]. Chinese Journal of Computers, 2013,36(5).
[2]	CHUN B N , CULLER D E , ROSCOE T . PlanetLab: an overlay testbed for broad-coverage services[J]. Computer Communication Re-view-CCR, 2003,33(3):3-12.
[3]	ELLIOTT C . GENI-global environment for network innovations[C]// LCN. c2008.
[4]	GENI. GENI OpenFlow[EB/OL].
[5]	K?PSEL A , WOESNER H . OFELIA–pan-european test facility for openflow experimentation[C]// Towards a Service-Based Internet. Springer Berlin Heidelberg, c2011:311-312.
[6]	KANAUMI Y , SAITO S , KAWAI E , et al. RISE: a wide-area hybrid OpenFlow network testbed[J]. IEICE Transactions on Communica-tions, 2013,96(1):108-118.
[7]	CASADO M , FREEDMAN M J , PETTIT J , et al. Ethane: taking control of the enterprise[J]. ACM SIGCOMM Computer Communica-tion Review, 2007,37(4):1-12.
[8]	Mckeown N , ANDERSON T , BALAKRISHNAN H , et al. OpenFlow enabling innovation in campus networks[J]. ACM SIGCOMM Com-puter Communication Review, 2008,38(2):69-74.
[9]	Open Networking Foundation. OpenFlow management and configura-tion protocol 1.2[EB/OL]. , 2014
[10]	SHERWOOD R , GIBB G , YAP K K , et al. Flowvisor: a network virtu-alization layer[R]. OpenFlow Switch Consortium, 2009.
[11]	DORIGUZZI C R , GEROLA M , RIGGIO R , et al. Vertigo: network virtualization and beyond[C]// 2012 European Workshop on Software Defined Networking(EWSDN). c2012:24-29.
[12]	AL-SHABIBI A , DE LEENHEER M , GEROLA M , et al. OpenVirteX:make your virtual SDN programmable[C]// The Third Workshop on Hot Topics in Software Defined Networking. ACM, c2014:25-30.
[13]	DRUTSKOY D , KELLER E , REXFORD J . Scalable network virtualization in software-defined networks[J]. Internet Computing, IEEE, 2013,17(2):20-27.
[14]	MEDVED J , VARGA R , TKACIK A , et al. Opendaylight: towards a model-driven SDN controller architecture[C]// IEEE 15th International Symposium, c2014:1-6.
[15]	KOPONEN T , AMIDON K , BALLAND P , et al. Network virtual za-tion in multi-tenant datacenters[C]// USENIX NSDI. c2014.
[16]	SALVADORI E , DORIGUZZI CORIN R , et al. Generalizing vi ual network topologies in OpenFlow-based networks[C]// Global Tele-communications Conference(GLOBECOM 2011). c2011:1-6.
[17]	RIGGIO R , DE PELLEGRINI F , SALVADORI E , et al. Progressive virtual topology embedding in openflow networks[C]. 2013 IFIP/IEEE International Symposium on Integrated Network Management. c2013:1122-1128.
[18]	KANIZO Y , HAY D , KESLASSY I . Palette: Distributing tab s in software-defined networks[C]// 2013 Proceedings IEEE INFOCOM. c2013:545-549.
[19]	KANG N , LIU Z , REXFORD J , et al. Optimizing the one big switch abstraction in software-defined networks[C]// Ninth ACM Conference on Emerging Networking Experiments and Technologies. c2013:13-24.
[20]	JIN X , REXFORD J , WALKER D . Incremental update for a composi-tional SDN hypervisor[C]// The Third Workshop on Hot Topics in Software Defined Networking. c2014:187-192.
[21]	CARAPINHA J , JIMéNEZ J . Network virtualization: a view from the bottom[C]// The 1st ACM Workshop on Virtualized Infrastructure Sys-tems and Architectures. c2009:73-80.
[22]	Open Networking Foundation. OpenFlow table type patterns 1.0[EB/OL]. , 2014

	关键技术	FlowVisor	ADVisor	VerTIGO	OpenVirtex	CoVisor
切片网络标识技术	流量识别策略	12元组的任意组合	物理端口号	12元组的任意组合	物理端口号/MAC地址	12元组的任意组合
	切片标识字段	12元组的任意组合	VLAN的部分比特	12元组的任意组合	改写后的源MAC地址	12元组的任意组合
	试验地址重叠	不支持	支持	不支持	支持	不支持
	适用场景	面向业务流	面向多租户	面向业务流	面向多租户	面向业务流
虚拟节点技术	DPID/Port ID映射	不支持	支持	支持	支持	支持
	显式抽象	不支持	不支持	不支持	支持	支持
	一虚多	部分支持	部分支持	部分支持	部分支持	完整支持
	多虚一	不支持	不支持	支持	支持	未明确说明
虚拟链路技术	任意拓扑	不支持	支持	支持	支持	支持
	自动化映射算法	不支持	无，通过手动配置	基于链路带宽	基于最短路径	未明确说明
	链路调优	不支持	不支持	支持	不支持	未明确说明

SDN试验床网络虚拟化切片机制综述

Research on network virtualization slicing mechanism in SDN-based testbeds

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献 22

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	王东滨, 吴东哲, 智慧, 郭昆, 张勖, 时金桥, 张宇, 陆月明. 软件定义网络抗拒绝服务攻击的流表溢出防护[J]. 通信学报, 2023, 44(2): 1-11.
[2]	沙宗轩, 霍如, 孙闯, 汪硕, 黄韬. 基于深度强化学习的转发效能感知流量调度算法[J]. 通信学报, 2022, 43(8): 30-40.
[3]	燕昺昊, 刘勤让, 沈剑良, 汤先拓, 梁栋. 软件定义网络中一种快速无循环路径迁移策略[J]. 通信学报, 2022, 43(5): 24-35.
[4]	吴平, 常朝稳, 左志斌, 马莹莹. 基于地址重载的SDN分组转发验证[J]. 通信学报, 2022, 43(3): 88-100.
[5]	李传煌, 陈泱婷, 唐晶晶, 楼佳丽, 谢仁华, 方春涛, 王伟明, 陈超. QL-STCT：一种SDN链路故障智能路由收敛方法[J]. 通信学报, 2022, 43(2): 131-142.
[6]	吴平, 常朝稳, 马莹莹. 基于端址重载的SDN包转发验证[J]. 通信学报, 2021, 42(7): 70-83.
[7]	常朝稳, 金建树, 韩培胜, 祝现威. 基于属性签名标识的SDN数据包转发验证方案[J]. 通信学报, 2021, 42(6): 131-144.
[8]	周启钊, 于俊清, 李冬. SDN控制层泛洪防御机制研究：检测与缓解[J]. 通信学报, 2021, 42(11): 41-53.
[9]	李硕朋, 方娟, 陈肯. 基于SRv6的确定性网络服务共享保护方案[J]. 通信学报, 2021, 42(10): 32-42.
[10]	姚蓝,兰巨龙. 基于联盟博弈的自适应SDN交换机迁移机制[J]. 通信学报, 2020, 41(8): 1-10.
[11]	王耀民,王霞,董易,张松海,施心陵. 基于斐波那契树优化算法的数据中心流量调度策略[J]. 通信学报, 2020, 41(6): 112-127.
[12]	韩珍珍,赵国锋,徐川,周文涛,周洋洋. 基于时延的LEO卫星网络SDN控制器动态放置方法[J]. 通信学报, 2020, 41(3): 126-135.
[13]	赖英旭,蒲叶玮,刘静. 基于最小代价路径的交换机迁移方法研究[J]. 通信学报, 2020, 41(2): 131-142.
[14]	柯文龙,王勇,叶苗,陈俊奇. Ceph云存储网络中一种业务优先级区分的多播流调度方法[J]. 通信学报, 2020, 41(11): 40-51.
[15]	张海波,王子心,贺晓帆. SDN和MEC架构下V2X卸载与资源分配[J]. 通信学报, 2020, 41(1): 114-124.