Виртуализация сетевых протоколов
Виртуализация сетевых протоколов или виртуализация стека сетевых протоколов — это концепция предоставления сетевых подключений как услуги, без необходимости разработчика приложения определять точный состав стека связи.
Концепция
[ редактировать ]
Виртуализация сетевых протоколов (NPV) была впервые предложена Heuschkel et al. в 2015 году как черновой набросок в рамках концепции перехода к стекам сетевых протоколов. [1] Концепция развивалась и была опубликована в готовом к развертыванию виде в 2018 году. [2]
Ключевая идея — отделить приложения от их коммуникационных стеков. Сегодня API сокетов требует от разработчика приложения вручную составить стек связи, выбирая между IPv4/IPv6 и UDP/TCP. NPV предлагает адаптировать стек сетевых протоколов к наблюдаемой сетевой среде (например, технологии канального уровня или текущей производительности сети). Таким образом, сетевой стек должен составляться не во время разработки, а во время выполнения, и при необходимости его необходимо адаптировать.
Кроме того, развязка ослабляет цепочки модели сетевого уровня ISO OSI и, таким образом, обеспечивает альтернативные концепции коммуникационных стеков. Хойшкель и др. предлагает концепцию промежуточных блоков прикладного уровня в качестве примера для добавления дополнительных уровней в стек связи, чтобы обогатить связь полезными сервисами (например, оптимизацией HTTP). [3] )
На рисунке показан поток данных. Приложения взаимодействуют с программным обеспечением NPV через какой-то API. Хойшкель и др. предложил эквивалентные замены API сокетов, но предусмотрел более сложные интерфейсы для будущих приложений. Планировщик назначает полезную нагрузку приложения одному (из потенциально многих) коммуникационного стека для обработки сетевых пакетов, которые отправляются с помощью сетевого оборудования. Компонент управления решает, как формируются коммуникационные стеки и схему планирования. Для поддержки принятия решений предоставляется интерфейс управления для интеграции системы управления в программно-определяемые сетевые контексты.
NPV дополнительно исследовалась как центральный элемент (IoT) LPWAN сценариев Интернета вещей . В частности, Роландо Эрреро исследовал развертывание приложений, не зависящих от базового транспортного, сетевого, канального и физического уровней. [4] В этом контексте NPV становится очень успешным и гибким инструментом для развертывания и управления ограниченными датчиками, исполнительными механизмами и контроллерами в массивных сетях доступа IoT. [5]
Реализации
[ редактировать ]В настоящее время доступна только одна академическая реализация для демонстрации этой концепции. Хойшкель и др. опубликовал эту реализацию в качестве демонстратора в 2016 году. [6] Последняя итерация этого кода доступна под AGPLv3 на Github .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хойшкель, Йенс; Швейцер, Иммануэль; Циммерманн, Торстен; Верле, Клаус; Мюльхойзер, Макс (2015). «Виртуализация протоколов с помощью динамических сетевых стеков». Материалы 1-го семинара по программно-определяемым сетям и виртуализации сетевых функций для гибкого управления сетями (SDNFlex) .
- ^ Хойшкель, Йенс; Ван, Линь; Флекштейн, Эрик; Офенлох, Майкл; Блёхер, Марсель; Кроукрофт, Джон; Мюльхойзер, Макс (2015). «VirtualStack: гибкая межуровневая оптимизация посредством виртуализации сетевых протоколов». Труды 43-й конференции по локальным компьютерным сетям (LCN) IEEE .
- ^ Хойшкель, Йенс; Форстманн, Йенс; Ван, Линь; Мюльхойзер, Макс (2018). «Выявление снижения производительности HTTP». Труды 42-й конференции по локальным компьютерным сетям (LCN) IEEE .
- ^ Эрреро, Роландо (2021). «Поддержка виртуализации стека протоколов в IoT». Сделки по новым телекоммуникационным технологиям . 32 (11). дои : 10.1002/ett.4340 . S2CID 238717271 .
- ^ Эрреро, Роландо (2021). «На пути к виртуализации стека протоколов при массовом развертывании Интернета вещей». Интернет вещей . 14 : 100396. дои : 10.1016/j.iot.2021.100396 . S2CID 233522611 .
- ^ Хойшкель, Йенс; Штейн, Майкл; Мюльхойзер, Макс (2016). «VirtualStack: переходы прозрачных протоколов под управлением SDN на границе». Труды 41-й конференции по локальным компьютерным сетям (LCN) IEEE .