软件定义网络SDN的研究进展(10)

SDN的研究进展

张朝昆等：软件定义网络（ｓＤＮ）研究进展７１而确保抽象策略转成可用规则的效率

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实时调度器

Ｆｉｇ．６用户级系统级Ｍａｐｌｅｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ

图６Ｍａｐｌｅ系统组件

康奈尔大学与普林斯顿大学联合研究团队首先提出了Ｆｒｅｎｅｔｉｃ［６２］，与Ｎｅｔｔｌｅ等语言类似，它也具有描述性和ＦＲＰ特性．两者主要有３点不同：一是抽象层次，由于Ｆｒｅｎｅｔｉｃ是建立在ＮＯＸ之上的语言，因此比Ｎｅｔｔｌｅ抽象层次要高；二是Ｆｒｅｎｅｔｉｃ有查询语言和实时系统，这是Ｎｅｔｔｌｅ所不具备的；三是Ｆｒｅｎｅｔｉｃ基于数据包，而Ｎｅｔｔｌｅ基于事件流．ＮｅｔＣｏｒｅ［６３１增强了Ｆｒｅｎｅｔｉｃ的能力，包括增加通配符匹配处理模式、主动生成规则和通用的语法结构等．由于Ｆｒｅｎｅｔｉｃ和ＮｅｔＣｏｒｅ都采用模块并行组装方式，这要求每个模块（即服务，如接入控制等）都各自生成所需包的备份，造成一定的资源浪费．Ｐｙｒｅｔｉｃ［６４】则采用了模块顺序组装方式，使得每个应用可以顺序处理，也有效地避免了潜在应用冲突发生的可能．为了增强这类接口语言的理论基础，２０１４年初，该团队提出利用Ｋｌｅｅｎｅ代数理论作为检测的ＮｅｔＫＡＴ［６５１语言，它改进了ＮｅｔＣｏｒｅ语言特性，可以利用数学理论验证配置的正确性，避免了网络配置潜在的问题．上述各类语言的对比情况见表４．

Ｔａｂｌｅ４Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｎｔｅｒｆａｃｅｌａｎｇｕａｇｅｓ

表４接口语言的对比

接Ｅｌ语言

ＮＯＸ［”１描述性语言否

是

是

是

是

是

是

是ＦＲＰ实现语言Ｃ＋＋／Ｐｙｔｈｏｎ抽象层次低较高较高高高高高高特点仅提供ＩＰ地址操作等低配置接Ｅｌ语言较早采用描述性语言和ＦＲＰ的抽象语言之一，基于事件流多核Ｎｅｔｔｌｅ与Ｆｒｅｎｅｔｉｃ采用包操作不同，采用事件流否Ｎｅｔｔｌｅ侧ＭｃＮｅｔｔｌｅｔ５９１Ｐｒｏｃｅｒａ【６０１是Ｈａｓｋｅｌｌ是Ｈａｓｋｅｌｌ是ＦＭＬ［“１是Ｐｙｔｈｏｎ否Ｈａｓｋｅｌｌ否Ｐｙｔｈｏｎ否任意Ｆｒｅｎｅｔｉｃ㈣ＮｅｔＣｏｒｅ㈣Ｐｙｒｅｔｉｃ［“１ＮｅｔＫＡＴ［６５１比Ｎｅｔｔｌｅ语言更抽象，有查询语言，实时系统，基于数据包改进Ｆｒｅｎｅｔｉｃ，采用通配符匹配，主动生成规则等功能采用顺序组合模式扩展了Ｆｒｅｎｅｔｉｃ和ＮｅｔＣｏｒｅ增加Ｋｌｅｅｎｅ代数理论

３．３控制层特性研究

控制层存在一致性、可用性和容错性等特性，而所提到的这３种特性的需求无法同时满足【６７１，达到三者之间的平衡，是今后的重要工作之一．多数情况下，科研人员是在一部分特性影响较小的前提下重点提升另一部分特性．因此，科研人员在对控制层特性研究中各有侧重．下面对控制层的一致性、可用性和容错性分别进行讨论．

１．一致性

集中控制是ＳＤＮ区别于其他网络架构的核心优势之一，通过集中控制，用户可以获取全局网络视图，并根据全网信息对网络进行统一设计与部署，理论上保证了网络配置的一致性问题．然而，分布式控制器仍然具有潜在的不一致性问题．由于不同控制器的设计对网络一致性要求有所不同，严格保证分布式状态全局统一的控制器，将无法保证网络性能；反之，如果控制器能够快速响应请求，下发策略，则无法保证全局状态一致性．性能无明显影响的情况下，保证状态一致性成为了ＳＤＮ设计中的关键问题【４９。．并发策略同样会导致一致性问题，可由控制层将策略形成规则，并按两阶段提交方式【４０Ｊ解决．为了避免数据