ISSN1000-0054
CN11-2223
/
N
清华大学学报
(
自然科学版
)
JTsin
g
hua Univ
(
Sci& Tech
),
2012
年 第
52
卷 第
11
期
2012
,
Vol.52
,
No.11
5
/
25
1535-1539
基于分层抽象思想的虚拟化网络实验平台设计
王
芳
,
李
勇
,
周
烨
,
王昭诚
,
曾烈光
(
清华大学 电子工程系
,
微波与数字通信国家重点实验室
,
北京
100084
)
收稿 日期
:
2012-02-20
基金 项目
:
国家宽带移动通信重大专项
(
2010ZX03004-002-02
);
国家自然科学基金项目
(
61171065
)
作者 简介
:
王芳
(
1988
—),
女
(
汉
),
黑龙江
,
博士研究生
。
通信 作者
:
曾烈光
,
教授
,
E-mail
:
zen
g
l
g
@tsin
g
hua.edu.cn
摘
要
:
互联网是人们生活中的重要 基 础设 施
,
在发 展 过程
中暴露出诸多问题
,
网络创新势在必行
。
为搭建一个验 证 网
络新架构
、
算法和协议 的 有 效 实 验 环 境
,
清 华 大 学 自 主 研发
了虚拟化网 络 实 验 平 台
TUNIE
。
在
TUNIE
设 计 中
,
采 用
抽象分层的思 想
,
将 实 验 平 台 按 功 能 划 分 为 异 构 资 源 管 理
层
、
虚拟化层
、
管理与测 量 层
、
应 用 层
,
实 现 系 统 功 能解 耦 与
分层优化
。
TUNIE
针对各 层 的 特 点
,
分 别 在 高 性 能 可 编 程
路由器
、
虚拟化映射与调度
、
管理与测量系统搭建等方面展开
研究
。
目前
TUNIE
已经实现初 步部 署
,
能并 行 支持
40
个一
定规模的网络实 验
。
TUNIE
具备 良 好的 可扩 展 性 和 可 编 程
性
,
能够复现真实环境
,
为网络研究者提供优良的实验环境
。
关键词
:
网络实验平台
;
分层抽象
;
网络虚拟化
中图分类号
:
TP393.02
文献标志码
:
A
文章编号
:
1000-0054
(
2012
)
11-1535-05
Virtualizednetworkex
p
erimental
p
latform
basedonla
y
erabstraction
WANGFan
g
,
LIYon
g
,
ZHOUYe
,
WANGZhaochen
g
,
ZENGLie
g
uan
g
(
StateKe
y
Laborator
y
onMicrowareandDi
g
italCommunication
,
De
p
artmentofElectronicEn
g
ineerin
g
,
Tsin
g
huaUniversit
y
,
Bei
j
in
g
100084
,
China
)
Abstract
:
TheInternetisanim
p
ortantinfrastructureintoda
y
s
societ
y
butthereareseveral
p
roblemswiththecurrentInternetand
innovative solutions are needed. An effective ex
p
erimental
environment
,
TUNIE
,
isdevelo
p
ed b
y
Tsin
g
hua Universit
y
,
for
verif
y
in
g
andtestin
g
ofnewarchitectures
,
al
g
orithmsand
p
rotocols
inavirtualizationbasednetwork
p
latform.La
y
erabstractionisused
in the desi
g
n
,
with the s
y
stem divided into four la
y
ers for
hetero
g
eneousresource mana
g
ement
,
virtualization
,
mana
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ement
and measurements
,
and an a
pp
lication la
y
er. This achieves
functionaldecou
p
lin
g
andla
y
ero
p
timization.Thes
y
stemisusedto
investi
g
ate hi
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h-
p
erformance
p
ro
g
rammable router desi
g
n
,
virtualizationma
pp
in
g
andschedulin
g
al
g
orithms
,
and mana
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ement
andmeasurements
y
stemstructures.Thes
y
stem hasbeenusedfor
p
rotot
yp
ede
p
lo
y
mentandcansimultaneousl
y
su
pp
ortu
p
to40tests.
Thes
y
stemisscalableand
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ro
g
rammableandcanre
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roducethereal
Internetenvironment
,
p
rovidin
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anexcellentex
p
erimentalenvironment
fornetworkresearch.
Ke
y
words
:
network ex
p
erimental
p
latform
;
la
y
er abstraction
;
networkvirtualization
经过近
40
年的发展
,
互联网已经成为人们日常
生活
、
工作
、
沟通的重 要 基 础设施
。
然而
,
随着网络
技术的更新
、
网络规模的扩展
、
网络服务的多样化和
网络用户的激增
,
互联网逐渐暴露出诸多问题
[
1
]
,
网
络创新势在必行
。
由于 网 络 的 复 杂 性
,
任何 小 的 技
术革新都可能给网 络带 来 多 层 面 不 可 预 想 的 后 果
,
因此
,
网络技术革新
,
尤其 是 新 架 构 的 提 出
,
需要 在
大规模网络实验环境中进行早期实验和验证
[
2
]
。
搭
建大规模网络实验平台已成为支持网络创新的重要
环 节
。
欧 洲
、
美 国
、
日 本 等 国 家 启 动 了 包 括
FIRE
[
2
]
、
GENI
[
3
]
、
AKARI
[
4
]
在内的多个 网 络 实验
环境搭建计划
。
启动 时 间 较 早
、
规模 比 较 大 的 主 要
有美国的
GENI
计划和欧洲的
FIRE
计划
。
现有 的
GENI
、
FIRE
等 网 络 实 验 平 台 通 过 将
已经建成的网络资 源 进 行整 合
,
形成 大 规 模 网 络 实
验平台
。
然而
,
由于 各个 资 源 簇 之 间 设 备 和 控 制 框
架的异构性
,
实 验 平 台 在 整 合 资 源
、
统 一 管 理 分 配
时
,
存在异构资源控 制
、
跨域 管 理
、
用户 接 口 设 计 等
问题
,
这是制约大规模网络实验平台发展的瓶颈
。
本文 介 绍 的
TUNIE
(
Tsin
g
hua Universit
y
net-
workinnovationenvironment
)
是清华大学自主研发的
国内首 个 拥 有 独 立 知 识 产 权 的 网 络 实 验 平 台
。
与
GENI
、
FIRE
通过整合不同资源 簇 构 成大 规 模 网 络
实验平 台 不 同
,
TUNIE
在 设 计 之 初 进 行 了 系 统 规
划
,
首次将分层抽象思想引入平台设计
。
从用户需求
和资源管理角度出发
,
将实验平台设计抽象为异构资