网络5.0创新实验平台研究*

doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2023.12.008

信息通信技术与政策 ›› 2023, Vol. 49 ›› Issue (12): 62-71.doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2023.12.008

网络5.0创新实验平台研究^*

Research on Network 5.0 innovation experimental platform

张杰¹, 蒋林涛¹, 许都², 田野³, 蒋雪莲³, 孙亚楼³

1.中国信息通信研究院,北京 100191
2.电子科技大学信息与通信工程学院,成都 611731
3.北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室,北京 100876

收稿日期:2023-11-13 出版日期:2023-12-25 发布日期:2024-01-04
作者简介:
张杰,中国信息通信研究院技术与标准研究所高级工程师,主要研究方向为未来网络、网络5.0等
蒋林涛,中国信息通信研究院科技委主任,主要研究方向为多媒体技术、数据通信网、IP网络技术的标准研究和系统开发等
许都,电子科技大学信息与通信工程学院教授,博士生导师,研究领域包括网络建模与性能评估、交换网络及核心路由技术、网络虚拟化技术、网络安全技术等
田野,北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室副教授,博士生导师,主要研究领域为下一代互联网体系结构、社会化媒体数据挖掘和知识发现
蒋雪莲,北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室网络体系结构研究中心硕士研究生在读,主要研究领域为虚拟网络、软件定义网络中的高性能数据面技术
孙亚楼,北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室网络体系结构研究中心硕士研究生在读,主要研究领域为高性能数据平面、NFV、可编程数据平面
基金资助:
*国家重点研发计划项目(2020YFB1805205)

ZHANG Jie¹, JIANG Lintao¹, XU Du², TIAN Ye³, JIANG Xuelian³, SUN Yalou³

1. China Academy of Information and Communications Technology, Beijing 100191, China
2. School of Information and Communication Engineering, University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 611731, China
3. State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876, China

Received:2023-11-13 Online:2023-12-25 Published:2024-01-04

摘要/Abstract

摘要：

网络持续的演进与创新,需要异构适应性、敏捷性以及资源确定性供给的大规模实验验证环境支持。介绍了网络5.0创新实验平台目标与架构,研究了资源确定性供给和异构资源的整体调度等关键技术和系统实现,并介绍了基于网络5.0创新实验平台开展的相关研发和验证实践工作。

关键词: 大规模实验验证平台, 虚拟化, 确定性, 资源调度

Abstract:

A large-scale test environment with heterogeneous adaptability, agility, and deterministic resource supply can support continuous network evolution and innovation. This paper introduces the objectives and architecture of Network 5.0 innovation experimental platform. It also describes the key technologies and system implementations, including deterministic network resource supply and the integrated scheduling of heterogeneous resources. Finally, this paper presents some related research and development, as well as verification practice work based on the platform.

Key words: large-scale test platform, virtualization, determinacy, resource scheduling

中图分类号:

TN915.06

张杰, 蒋林涛, 许都, 田野, 蒋雪莲, 孙亚楼. 网络5.0创新实验平台研究^*[J]. 信息通信技术与政策, 2023, 49(12): 62-71.

ZHANG Jie, JIANG Lintao, XU Du, TIAN Ye, JIANG Xuelian, SUN Yalou. Research on Network 5.0 innovation experimental platform[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2023, 49(12): 62-71.

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http://ictp.caict.ac.cn/CN/Y2023/V49/I12/62

图/表 7

参考文献 7

[1]	网络5.0产业和技术创新联盟. 网络5.0技术白皮书2.0版[R], 2021.
[2]	中国通信学会. 网络5.0创新实验平台体系框架:T/ZGTXXH 079—2023[S], 2023.
[3]	BALLANI H, COSTA P, KARAGUANNIS T, et al. Towards predictable datacenter networks[J]. ACM SIGCOMM Computer Communication Review. 2011, 41(4):242-253. doi: 10.1145/2043164.2018465 URL
[4]	SINGH A, ONG J, AGARWAL A, et al. Jupiter rising: a decade of clos topologies and centralized control in google’s datacenter network[J]. ACM SIGCOMM Computer Communication Review. 2015, 45(5):183-197. doi: 10.1145/2829988.2787508 URL
[5]	SCHWARZKOPF M. Research for practice: cluster scheduling for datacenters[J]. Communications of the ACM, 2018, 61(5):50-53.
[6]	GOG I, SCHWARZKOPF M, GLEAVE A, et al. Firmament: fast centralized cluster scheduling at scale[J]. USENIX Association, 2016:99-115.
[7]	CHOWDHURY M, LIU Z, GHODSI A, et al. HUG: multi-resource fairness for correlated and elastic demands[J]. USENIX Association, 2016:407-424.

方案	分析
(1)veth/memif方案	优势:网元间拓扑连接灵活,自动化程度较高劣势:只支持容器形态的网元,连接质量无法保障
(2)linux birdge/ovs方案	优势:网元间拓扑连接灵活,自动化程度较高劣势:连接性能可配置相关QoS机制,但质量仍无法有效保障
(3)物理网卡SR-IOV方案	优势:网元间连接质量可有效保障(不超过SRIOV交换带宽) 劣势:网元间拓扑连接较为受限,若通过多网口接入物理网络,SRIOV交换机与物理交换机可能成环
(4)物理网卡Pass-through方案	优势:网元可独占物理网卡接口资源(可看作直接接入物理交换机) 劣势:网元间拓扑连接数量受限

方案	分析
(1)veth/memif方案	优势:网元间拓扑连接灵活,自动化程度较高劣势:只支持容器形态的网元,连接质量无法保障
(2)linux birdge/ovs方案	优势:网元间拓扑连接灵活,自动化程度较高劣势:连接性能可配置相关QoS机制,但质量仍无法有效保障
(3)物理网卡SR-IOV方案	优势:网元间连接质量可有效保障(不超过SRIOV交换带宽) 劣势:网元间拓扑连接较为受限,若通过多网口接入物理网络,SRIOV交换机与物理交换机可能成环
(4)物理网卡Pass-through方案	优势:网元可独占物理网卡接口资源(可看作直接接入物理交换机) 劣势:网元间拓扑连接数量受限

[1]	罗鉴, 雷波, 郑秀丽, 杜宗鹏, 李晶林. 网络5.0应用场景分析与总体技术要求[J]. 信息通信技术与政策, 2023, 49(12): 12-20.
[2]	熊泉, 罗鉴, 刘爱华, 阎金洁. 网络5.0业务分类分级技术[J]. 信息通信技术与政策, 2023, 49(12): 21-29.
[3]	张悦, 刘玮哲, 房正正, 王曦泽, 王小莹, 马帅. 5G虚拟化PLC技术研究与实践[J]. 信息通信技术与政策, 2023, 49(11): 8-17.
[4]	陈晖. 量子密钥服务中台及其应用前景[J]. 信息通信技术与政策, 2022, 48(3): 86-91.
[5]	贾庆民, 郭凯, 周晓茂, 彭开来, 谢人超, 黄韬. 新型算力网络架构设计与探讨^*[J]. 信息通信技术与政策, 2022, 48(11): 18-23.
[6]	张远晶, 王瑶, 谢君, 毕然. 5G 网络安全风险研究[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(4): 47-53.
[7]	张鉴, 　唐洪玉, 　刘文韬. 虚拟化平台安全漏洞分析与防护研究[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(2): 41-45.
[8]	李静, 董秋丽, 叶宇凯. 移动网络中基于人工智能的端到端网络切片技术研究[J]. 信息通信技术与政策, 2020, 46(10): 78-83.
[9]	吴宏建, 张如意, 芦玥. NFV安全风险分析及应对建议[J]. 信息通信技术与政策, 2018, 44(11): 68-72.

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