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谢高岗 CENI助力网络创新

发表日期:2014年05月17日      共浏览 2905 次      编辑:

我们就开始今天上午的讨论,核心结点是怎么做的,我做一个介绍,介绍完以后,上午还有三个非常精彩的报告,倪老师还有赵校长还有王希会做报告,我们来先进来我讲我们的第一个,介绍一下我们现场的情况。

首先讲这个之前,我简单介绍一下南京的未来网络,很多老师呢也不太清楚未来网络是一个什么样的机构,那么我们往下走。未来网络研究院是2011年的时候成立的,成立的时候它是一个非常新成立的机制,它是一个理事会的机制,所以它整个理事单位有南京市政府还有北京邮电大学、中科院计算所、清华大学和江宁区,主要当时主要是为了系统创新,所以把一些国内优势资源集中在这个地方,大家集中起来来干这个事情,因为这个事情也比较复杂,目前已经有19个研发的团队,有500多个研发人员在里面。2012年的时候呢,我们未来网络作为理事单位,成立了产业的创新的联盟。目前有一些系统已经在这上面,有一些科研的成果。比如说我们的测量系统,我们的路由器系统,我们的分发系统有很多的成果。我们的成果有一部分已经在产业进来应用,我今天的报告主要是分四个部分,首先讲一下这个系统的由来。今年正好是中国网事20年,20年之内,大家也没有预想到会发生这么天翻地覆的变化,20年以前,我们不知道刚才讲说对整个人的社会人类的文明产生多大影响,对我们社会产生多大影响,当时谁也没有想到会产生这么大的影响。因此当时在设计网络的时候,我们也没有想到网络会发展到这种状况。大家为了适应应用的需要,为了适应底层通信技术的需要,做了很多网络的研究。网络研究有体系结构需要做试验的验证,有些常用的验证的方法,比如说我们用数字的计算,建立模型,然后计算说这个模型,这个方法可能会比另外一种更好,整个测试验证成本会越来越高,但是整个效果会越来越真实。其实就这个礼拜的时候,美国基金委发布了对未来网络体系结构是有三个项目,新一轮的支柱,整个金额大概是有1500万美金支柱的额度。这一期项目就是要从以前设计理论的研究向规模的应用部署来做发展。因此呢,做这个试验的验证是一个最基础,做网络研究最基础的方法。毕竟网络还是一个系统工程的技术。

在实际上在做这个验证欧多么重要呢,我可以举两个例子,最近我们在做查找,有很多流表的更新,其实现在在做数据包分类查找的时候,有比较多的算法,大家做了很多。其实我们可以看出来,假如说我们用不同的数据集做测试,这个地方我举一个例子,用三个防火墙的规则做测试,你看整个性能是相差很大的,比如说我们看第二个,如果有一万条规则,要3.7G,可能只需要17M,如果没有一个实际试验环境的时候,大家可能这个数字集对你试验结果影响非常大,根本不能用的结果。有普遍这个性能会非常好。所以这也是说很多我们在做过程中,比如说我们最近在重复其他人做的一个试验,发现其实我们完全重复他的数据,和他实际得到的论文数据相差非常远,我觉得唯一的区别就是数字集不太一样。另外一个例子,比如说我们做ICNCache,刚才有老师问我是不是可以支持,如果做这种Cache,在不同论文上得出的结论也截然不同。有些人其实你应该是部署在这个中间的,有些说部署在边缘的会更好,而且有非常严格理论的证明,也有试验的仿真,这个结果看起来非常对,你真正部署在哪一个地方呢,或者不同的痛苦会对它什么样的影响,这个地方给出是两个不同的影响,结果都不太一样,因此从这两个例子,我们可以看出来,真正的网络,真实网络环境的验证,对我们的研究,对我们的设备开发,对我们的系统设计是至关重要的。

大家也做了很多,也做了很多试验的设备,比如说在欧盟,有很多试验的网络,在美国做吉尼,日本也在做这样的东西。但是我们在想一个问题,有没有建一个这样的网络,有没有一种方法,能把现有的这些资源能大量的给它利用起来,甚至有些企业可能说我只有一个网络测试的仪表,我能不能把仪表给贡献出来给大家,真正做到我为人人,人人为我这样一个工作呢,把这个资源调动起来。所以我们主要的想法就是第一个想法,希望能把所有的这些有用的资源,不管是IP,或者IP以下的,或者刚才赵教授也讲说,光通信的,光链路能不能加进去,我们希望有这样一个系统,可以整个多资源互联起来共享。第二个,需求相反,在做这个事情过程中,说我们希望这个系统能提供不同层次试验的能力,避暑说我们提供第一层试验的能力,做信息的编码,做传输的编码,做通信的。或者做第三层的,我们做NDN或者SI,或者四层的试验,我们希望有这样一个平台,能对不同的试验层次能提供试验的能力,而且能做跨层的设计。

第三个主要的想法,希望能做这个平台非常方便使用,随时随地可以接入,比如说我们在有些城市,在宁波,我们现在没有这样的节点,我们用户也可以做这样的试验,有很多测试仪表的资源,能贡献出来。大家能用这些,还有希望它的可编程性很好,结果大家也可以重复这样的试验。当时做这个设计的时候,主要是有三个出发点,想做这样的东西。整个项目的规划时间很长,07年的时候刘院士和李院士想做这个事情。2010年的时候从工程院向国家发改委提这个建议,2月份的时候,国务院常务会把这个项目列为中长期的重大科学基础工程,一共有16个项目,这是其中的一个项目。去年8月份的时候,我们在这个网络上来做试验,进一步验证试验网的情况。这是整个线网由四个部分组成,一个就是数据平面,一个就是可变动的控制平面,还有管理平面,管理平面主要是做联邦机制。还有我们做数据的分析,对你试验的结果来做这样的分析,主要是有4个组成的部分。讲第一个需求,我们怎么来满足,怎么来建立联邦机制,比如说刚才讲的我做物联网的试验的话,可能会有很多的大学,比如计算所,有很多物联网的节点,像倪老师也会有一些物联网的节点,还有一些网络通信的资源,比如说我们有些wifi和3G的接入,还有一些网络基础设施,还有数据的分析中心。我怎么能说我做一个物联网试验,经常牵扯到各个部分,我们怎么来做,我们是希望这样一个方式,用联邦机制把所有的资源能给它互联起来,互联起来以后,用户要开始申请这个试验的时候,对每个节点,我申请一部分资源,然后组成节点到无线接入,当然数据分析。他可以需要这项资源,完全可以按需要来做产生。

怎么能把不同的资源互联?我们设计一个细腰型的联邦机制,这个也是跟欧盟一起合作的,SFA的机制。底层我们有不同的,比如这个地方有不同的资源,有资源描述层,有一个细腰联邦机制以后做互联,上层是跟用户需要是相关的设施。这演示是两个试验网络的互联,比如说我们在心理上面有一个网络,另外一个有像比如说欧盟这样的网络,我们通过一个SFA的汇聚,想建立一个联邦德关系,建立联邦关系以后,所有在这个系统里面有资源描述的资源,都可以通过上层的接口可以来做这样的调用。我刚才演示的就是我们这样一个接口,通过这样一个接口以后,在不同网络系统上资源都可以调用。我们看见的是37个这样的节点,其实是横跨不同的大学的,不同的大学就相当于一个联邦的机制,它可以对自己的设备做管理。通过我们统一的入口来做统一资源的调度的管理。

第二个,我们怎么来提供不同层次的试验的能力呢?我们目前尽管说还没有占用光纤的资源,我们会把四层的资源都提供给大家。而且目前的组网方式有两种,一种是用光纤,比如说直接互联,或者是以太网之间的互联,用路由器连接起来,这样的方式可以提供二层以上试验的能力,比如说你可以定义自己数据包的结构,还有一种,我们是直接用互联网方式实现互联,你可以在IP上面来做IP以上试验的能力。比较核心是我们有一个可编程虚拟路由器的平台,在这个平台上用户做试验的时候,可以来提供申请,比如说我要在这个节点上,生成什么样虚拟路由器的实例,实例所有的协议站跟结构协议的实现,你可以用软件的方式来定义。你完全可以用C1或者C++语言来写,我们提供了很多的接口,可以用脚本的方式来接。比如说我们在硬件平台上,通过我们操作系统来做虚拟化,然后提供不同的数据包处理的能力。举一个例子说,我想做一个试验,我有一个非常好的做数据包分类深度DPI的算法,做网络的入侵检测。怎么在路由器上来做一个事情呢?我们看这个脚本,这个脚本是XML语言来写的,这种就可以你每一个函数,比如说IPV4是直接调用我们的系统实现IPV4路由的查找,还有我们自己的程序可以互联起来以后,你的数据包处理就会有,比如说我这个设备商,第一个收到数据包以后走IPV4,走INDS,从设备转发出去。因此整个写的程序就会非常简单,在下面来做试验。我们所有的编程接口大家马上可以下载,可以在我们这个平台上做试验,我们也在平台上做了一个查找的试验,最新的结果发表了,用我们的路由器怎么做查找算法的试验。这地方是一些交换机。目前能提供给大家做试验还是1.0的查找,我们在6月底的时候会提供1.3版本给大家,在路由器可以直接用。

除了这个以外,除了这个支撑我们提供非常好的编程能力,不同层次这样试验的能力以外。那么我们还有很多测量的工具,用这个测量工具也可以用我们测量的数据,也可以来部署这样的测量试验。刚才这个地方也演示了,目前已经在这个网络上开展了一些试验,比如说二以上,我们看SOFIA定义是一个非IP的数据包的格式,三层以上的试验,比如说做TCP广域网的加速,做虚拟化,可以多核数据包并行处理,虚拟路由器的查找,有很多这样的试验目前在做,我们希望今天的80个试验也是在这上面来做,给我们提供更好的需求。未来我们是希望把这个就目前可以提供一些服务了,myceni.fni.ibcn,虚拟路由器上面可以用手动的方式,通过SSH登陆过来,后续我们大概在7月份的时候会把路由器通过图形界面给大家开放,还有测量工具,比如我们手机的IP,大家可以下载,目前可以来做应用。但是通过我们后台界面,我们需要10月份才可以给他完成。即将开展的就是我们今天会议有很多的项目主要分四大类,一类从体系结构研究的,还有一类就是关键技术跟协议的实现,还有就是物联网和网络的融合,以及一些创新的业务。像美国的有些项目也会在这上面来做,然后NDN我们也在跟XIA准备做这个试验的情况。

最后对我今天的介绍做一个总结,我觉得整个试验网络验证,是一个网络研究,或者产业创新重要的一个手段,我们需要更多像倪老师讲的,很多研究的成果,希望能在实际网络上做验证,但是做CENI这个系统,是一个非常大的工程,你需要做设备,做应用,做平台,有很多的东西需要来做。因此呢,可能需要在座的各位,以及很多人,大家需要协同起来来做这种创新。但是协同起来创新呢,但是未来保证这个系统的来适应运行跟统一的管理,我们需要有一个顶层的设计。每个平台可以单独保存你自己的设计风格,但是通过顶层设计SSFA把它互联起来。而且我们也是希望用这个应用的方式,大家经常在这边用,发现问题来改进这个网络,而且大家也把更多的资源投到这个网络里面来。谢谢大家!

我刚才大概介绍了我们应用的情况,下面我介绍第一位演讲的嘉宾,演讲嘉宾是倪明选教授,我不知道大家是不是读过倪老师的论文,因为很多他从分布式系统,到物联网到云计算有很多的论文,如果现在流行说女神,我觉得她可能在学术界,可能在学术界的南深,可能倪老师,他的整个论文的引用接近2万次的应用在个人里面可以查到,他的上千次论文有好几篇是上千次,其他我就不多介绍了,我把时间就交给倪老师。

(倪明选演讲)

谢谢李教授,我们去年的时候PPTV给了4亿条的数据,整个吞吐量可以提高15的吞吐量,下一个报告是赵伟教授,是澳门大学的校长,在当澳门大学校长之前,他当过美国国家基金委网络学科的主任,还有很多网络的研究计划就是赵校长当时到基金委,当网络这个学部主任的时候确立的,目前他主要是在物联网的研究,他有很多在物联网研究上面,他也是我们国家的物联网973的首席科学家,下面欢迎赵校长。

(赵伟演讲)

赵校长说他做的东西很陈旧,其实我觉得他做的研究是做研究的工作,而且呢,他讲的往届的概念,就是说我们在设备商可以实现很多共路。在研究院的路由器上,有可能会非常容易实现。因为我们每台机器可以有72个,720个CPU核来做这个处理。所有的功能这个形式给他,所以我觉得这是一个非常好的机会。接下来演讲的嘉宾是王希先生,他是西班牙电信代表处技术和创新主管,他以前在西门子工作,很多欧盟的项目都有他们的身影,有很大的贡献。

   

(王希演讲)

谢谢王希,的确在网络功能虚拟化还是有很多的影响,今年4月份的时候和西班牙电信和剑桥大学和UCL一起给欧盟提交了一个项目建议,在网络功能虚拟化实现的时候,怎么用不同的芯片结合起来来做数据包处理的功能,再次谢谢王希先生。