【摘要】：新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和新協(xié)議進(jìn)入實(shí)用前,最為關(guān)鍵的一步是在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行徹底地測(cè)試驗(yàn)證,通常要購(gòu)置大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搭建接近真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試環(huán)境.然而,對(duì)于諸如空天地一體化網(wǎng)絡(luò)等大型基礎(chǔ)設(shè)施而言,進(jìn)行這種測(cè)試會(huì)面臨成本巨大、周期漫長(zhǎng)、技術(shù)不成熟和不安全等諸多困難.虛擬化技術(shù)將物理資源轉(zhuǎn)換為邏輯或虛擬的資源,并使得運(yùn)行在抽象層之上的用戶、應(yīng)用或管理軟件能在不需要掌握底層資源物理細(xì)節(jié)的條件下管理和使用這些資源.網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Functions Virtualization,NFV)基于虛擬化技術(shù)用軟件可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬件加軟件方式實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)功能或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備.這些技術(shù)為解決上述難題提供了可能.該文利用了NFV具有的功能真實(shí)、性能適中和成本低廉等特點(diǎn),針對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái)面臨的重大技術(shù)難題提出了測(cè)試保真性的概念.測(cè)試保真性是指網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)平臺(tái)能夠提供測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性、與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的兼容性和應(yīng)對(duì)多種應(yīng)用場(chǎng)景的適應(yīng)性的統(tǒng)稱.該文提出了基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)平臺(tái)(NFV based Network Testing Platform,NFVNTP)的體系結(jié)構(gòu),它包括了虛擬化平臺(tái)功能和定制虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能組件兩個(gè)層次.該文還提出了NFVNTP組件模型,其中包括虛擬化路由組件、虛擬交換機(jī)組件、虛擬化網(wǎng)絡(luò)性能組件和特種網(wǎng)絡(luò)等幾種主要組件,最后給出了一種設(shè)計(jì)NFVNTP的系統(tǒng)方法.為了便于用軟件配置實(shí)現(xiàn)或重現(xiàn)NFVNTP,該文還討論了NFV網(wǎng)絡(luò)的形式化描述技術(shù).為了驗(yàn)證本文提出的概念與方法,該文構(gòu)建了一個(gè)NFVNTP原型系統(tǒng).為驗(yàn)證NFVNTP原型系統(tǒng)的有效性,該文給出基于NFVNTP的兩個(gè)試驗(yàn)例子:一個(gè)試驗(yàn)用于對(duì)工作在�？窄h(huán)境中的某待測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行了兼容性測(cè)試,在該虛擬海空環(huán)境中包括了窄帶數(shù)據(jù)鏈和同步通信衛(wèi)星信道;另一個(gè)試驗(yàn)對(duì)兩個(gè)軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)經(jīng)廣域網(wǎng)互連進(jìn)行了性能測(cè)評(píng),一個(gè)實(shí)際的SDN網(wǎng)絡(luò)中的視頻能夠通過(guò)NFVNTP傳輸?shù)搅硪粋�(gè)實(shí)際的SDN中.試驗(yàn)結(jié)果表明,NFVNTP不僅能夠提供類似實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試保真性,而且具有經(jīng)濟(jì)、高效、安全等優(yōu)良的試驗(yàn)特性.
【圖文】：

３．２ＮＦＶＮＴＰ的運(yùn)行環(huán)境圖１給出了一個(gè)ＮＦＶＮＴＰ的運(yùn)行環(huán)境示例．其中的核心部分是由３臺(tái)承載著虛擬化軟件的服務(wù)器互連而成，該平臺(tái)實(shí)際運(yùn)行著各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它們構(gòu)成了ＮＦＶＮＴＰ的硬件支撐，提供平臺(tái)的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源．邊緣部分則是由多個(gè)實(shí)際運(yùn)行的企業(yè)網(wǎng)或局域網(wǎng)和被測(cè)設(shè)備（如研發(fā)的設(shè)備、流量發(fā)生器、性能測(cè)量系統(tǒng)等）等部分組成．被測(cè)對(duì)象如網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議通常運(yùn)行在這些企業(yè)網(wǎng)／局域網(wǎng)中的端系統(tǒng)上，被測(cè)設(shè)備通過(guò)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與ＮＦＶＮＴＰ相連．邊緣網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)ＩＰ路由器或交換機(jī)與核心網(wǎng)絡(luò)部分進(jìn)行交互．圖１ＮＦＶＮＴＰ組織結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例圖２ＮＦＶＮＴＰ的一個(gè)實(shí)例基于ＮＦＶＮＴＰ，我們可以構(gòu)造出一個(gè)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試環(huán)境．例如，在圖２所示的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)平臺(tái)中，核心網(wǎng)是在宿主服務(wù)器上構(gòu)造的等級(jí)制ＮＦＶ網(wǎng)絡(luò)，第一層ＩＳＰ是由ＢＧＰ路由器互連的主干網(wǎng)組成，第二層ＩＳＰ是由４個(gè)局域網(wǎng)組成，它們分別是由運(yùn)行ＯＳＰＦ或ＲＩＰ路由選擇協(xié)議的路由器組成，這兩部分通過(guò)虛擬路由器相連．其中，ｒ５、ｒ６、ｒ７為ＢＧＰ路由器，它們互連了三個(gè)自治系統(tǒng)（ＡＳ）．ＬＡＮ１利用ＲＩＰ接入到ＡＳ１，ＬＡＮ２利用ＯＳＰＦ接入到ＡＳ２中，而ＬＡＮ３和ＬＡＮ４利用ＯＳＰＦ接入到ＡＳ３中．圖２中的４臺(tái)移動(dòng)主機(jī)Ｈ１～Ｈ４彼此之間可以通過(guò)ＮＦＶＮＴＰ上的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)互通，其中真實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間都真實(shí)地運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有實(shí)際ＩＰ網(wǎng)絡(luò)的所有功能．例如，一旦ｒ５與ｒ６之間的鏈路出現(xiàn)故障，ＢＧ

圖２ＮＦＶＮＴＰ的
【作者單位】： 南京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 陸軍工程大學(xué)指揮信息系統(tǒng)工程學(xué)院
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(61379149) 國(guó)家“八六三”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2012CB315806)資助~~
【分類號(hào)】：TP393.0

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本文編號(hào)：2530927