软件学报
軟件學報
연건학보
JOURNAL OF SOFTWARE
2014年
10期
2220-2234
,共15页
宋平%刘轶%刘驰%张晶晶%钱德沛%郝沁汾
宋平%劉軼%劉馳%張晶晶%錢德沛%郝沁汾
송평%류질%류치%장정정%전덕패%학심분
SDN虚拟化%事件编程%细粒度并行%众核处理器
SDN虛擬化%事件編程%細粒度併行%衆覈處理器
SDN허의화%사건편정%세립도병행%음핵처리기
SDN virtualization%event-based programming%fine-grained parallelism%many-core processor
软件定义网络(software defined network,简称SDN)通过集中式的控制器提高了网络的可编程性,成为近年来网络领域非常热门的话题。以Openflow网络为代表的软件定义网络将逻辑控制与数据转发相隔离,为网络虚拟化技术提供了良好的平台。集中式的抽象与控制使得SDN虚拟化框架的处理效率成为主要瓶颈。现有的SDN虚拟化框架由于缺乏对细粒度并行的支持,为编程人员充分利用多核/众核资源、控制更大规模的网络带来了极大的挑战。为了提高SDN虚拟化框架的处理效率,提出一种新的SDN虚拟化编程框架,通过新颖的API和运行时,在框架内部支持细粒度的并行处理。该框架通过对网络中流和网络资源进行抽象,使开发人员可以直接通过划分流空间来定义不同的虚拟网络,利用无锁的编程方式对共享的网络资源和流进行操作。实验结果表明,该框架在逻辑控制的执行效率方面具有良好的可扩展性,可以创建出更大规模的虚拟网络,并对其进行更为复杂的控制。
軟件定義網絡(software defined network,簡稱SDN)通過集中式的控製器提高瞭網絡的可編程性,成為近年來網絡領域非常熱門的話題。以Openflow網絡為代錶的軟件定義網絡將邏輯控製與數據轉髮相隔離,為網絡虛擬化技術提供瞭良好的平檯。集中式的抽象與控製使得SDN虛擬化框架的處理效率成為主要瓶頸。現有的SDN虛擬化框架由于缺乏對細粒度併行的支持,為編程人員充分利用多覈/衆覈資源、控製更大規模的網絡帶來瞭極大的挑戰。為瞭提高SDN虛擬化框架的處理效率,提齣一種新的SDN虛擬化編程框架,通過新穎的API和運行時,在框架內部支持細粒度的併行處理。該框架通過對網絡中流和網絡資源進行抽象,使開髮人員可以直接通過劃分流空間來定義不同的虛擬網絡,利用無鎖的編程方式對共享的網絡資源和流進行操作。實驗結果錶明,該框架在邏輯控製的執行效率方麵具有良好的可擴展性,可以創建齣更大規模的虛擬網絡,併對其進行更為複雜的控製。
연건정의망락(software defined network,간칭SDN)통과집중식적공제기제고료망락적가편정성,성위근년래망락영역비상열문적화제。이Openflow망락위대표적연건정의망락장라집공제여수거전발상격리,위망락허의화기술제공료량호적평태。집중식적추상여공제사득SDN허의화광가적처리효솔성위주요병경。현유적SDN허의화광가유우결핍대세립도병행적지지,위편정인원충분이용다핵/음핵자원、공제경대규모적망락대래료겁대적도전。위료제고SDN허의화광가적처리효솔,제출일충신적SDN허의화편정광가,통과신영적API화운행시,재광가내부지지세립도적병행처리。해광가통과대망락중류화망락자원진행추상,사개발인원가이직접통과화분류공간래정의불동적허의망락,이용무쇄적편정방식대공향적망락자원화류진행조작。실험결과표명,해광가재라집공제적집행효솔방면구유량호적가확전성,가이창건출경대규모적허의망락,병대기진행경위복잡적공제。
Software defined network (SDN), which introduces centralized controllers to drastically increase network programmability, has been a hot topic in the network domain. Software defined network separates control plane from data plane of network equipment, establishing a good platform for network virtualization. As the network scales up, the performance of SDN virtualization framework becomes a key bottleneck. Still, current SDN virtualization frameworks lack support for fine-grained parallelism, making them challenging for developers to fully exploit many cores to virtualize large networks. This paper presents a novel API and runtime for fine-grained parallel programming in SDN virtualization framework. By abstracting flows and network resources, the framework programming model enables developers to easily write programs to directly define various virtual networks and parallelly operate the network resource or flow objects by a lock-free manner. Experimental results show that the presented framework has a better logical control performance, allowing one to implement rich functional virtual networks.