支持業(yè)務(wù)需求靈活定制的多態(tài)路由系統(tǒng)

張 巖，蘭巨龍，胡宇翔，王 鵬，段 通

（國家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，河南鄭州450002）

支持業(yè)務(wù)需求靈活定制的多態(tài)路由系統(tǒng)

張 巖，蘭巨龍，胡宇翔，王 鵬，段 通

（國家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，河南鄭州450002）

傳統(tǒng)僵化單一的路由機制已經(jīng)無法適應(yīng)未來多樣化的業(yè)務(wù)需求和各種新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的試驗與部署.針對此問題，本文基于路由功能與業(yè)務(wù)需求自適配的思想提出了多態(tài)路由模型，并設(shè)計實現(xiàn)了多態(tài)路由原型系統(tǒng).該系統(tǒng)通過虛擬化技術(shù)以及靈活可編程的數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了同構(gòu)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中多種路由協(xié)議的共存，完成了基于路由服務(wù)描述的路由協(xié)議個性化定制和數(shù)據(jù)平面的多表選擇查詢與轉(zhuǎn)發(fā)處理.最后，基于NetFPGA-10G平臺設(shè)計實現(xiàn)了多態(tài)路由原型系統(tǒng).相較于現(xiàn)有路由試驗系統(tǒng)，多態(tài)路由系統(tǒng)在實現(xiàn)路由協(xié)議定制化及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)共存的同時，更好地保證了業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，具有更高的轉(zhuǎn)發(fā)速率以及可擴展性.

路由；多態(tài)；虛擬化技術(shù)；數(shù)據(jù)平面；NetFPGA

1 引言

目前，傳統(tǒng)路由傳輸方式已無法滿足各種業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量的不同要求［1］.因此，為了支持未來多樣化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)［2，3］與現(xiàn)有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)長期并存以及未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的漸進式試驗與部署［4］，設(shè)計新型路由系統(tǒng)［5］，便成為解決此問題的關(guān)鍵點和突破口. Eddie Kohler等人［6］設(shè)計實現(xiàn)了模塊化的軟件路由器Click，但是由于采用純軟件實現(xiàn)，轉(zhuǎn)發(fā)性能較差.為了提高轉(zhuǎn)發(fā)速率，Han等人［7］利用通用GPU提出了高速軟件路由器PacketShader，然而，PacketShader由于使用專用GPU實現(xiàn)數(shù)據(jù)平面核心的轉(zhuǎn)發(fā)引擎，其可編程性有限，難以滿足未來網(wǎng)絡(luò)研究中非IP協(xié)議的轉(zhuǎn)發(fā)需求. Dobrescu等人［8］利用集群技術(shù)提出了高性能軟件路由器RouteBricks.但是其數(shù)據(jù)通路完全通過軟件方式構(gòu)建，因而修改難度較大.基于專用硬件方面，Anwer等人［9］設(shè)計了一套基于FPGA硬件的可編程虛擬路由器框架SwitchBlade.但是受限于FPGA資源限制，系統(tǒng)最多可支持四個同構(gòu)的硬件虛擬數(shù)據(jù)平面，可擴展性較差.劉中金等人［10］基于并行流水線的虛擬路由器數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)，在同一物理底層上實現(xiàn)了多個相互隔離的并行異構(gòu)路由器.但是該設(shè)計針對普通以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包僅有一個數(shù)據(jù)處理平面，不能實現(xiàn)基于業(yè)務(wù)分類的數(shù)據(jù)平面選擇.

為了支持后續(xù)不斷涌現(xiàn)的新興路由需求，未來網(wǎng)絡(luò)需要通過網(wǎng)絡(luò)路由結(jié)構(gòu)的自組織、功能的自調(diào)節(jié)和業(yè)務(wù)的自適配來最大程度地彌合網(wǎng)絡(luò)路由服務(wù)能力與業(yè)務(wù)需求之間的時變鴻溝［11］，支持多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并存的網(wǎng)絡(luò)尋址及路由，使網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)調(diào)整適應(yīng)多樣化業(yè)務(wù)需求的路由傳輸能力.基于此思想，本文設(shè)計了支持業(yè)務(wù)定制以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)共存多態(tài)路由系統(tǒng)，主要貢獻包括：（1）提出多態(tài)路由模型，設(shè)計協(xié)議需求匹配算法實現(xiàn)需求與協(xié)議之間的映射；（2）提出多態(tài)路由系統(tǒng)總體架構(gòu)，設(shè)計基于控制平面的多態(tài)路由派生算法以及基于數(shù)據(jù)平面的多態(tài)路由決策算法，實現(xiàn)基于需求的協(xié)議定制以及路由選擇；（3）設(shè)計實現(xiàn)多態(tài)路由原型系統(tǒng)；（4）對原型系統(tǒng)的功能、轉(zhuǎn)發(fā)性能以及服務(wù)質(zhì)量保障性能進行了測試驗證與分析.

2 多態(tài)路由系統(tǒng)

2.1多態(tài)路由運行實例

由于未來網(wǎng)絡(luò)可能是多態(tài)的［12］，即支持多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)共存以及現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)到未來網(wǎng)絡(luò)的不斷演進，處于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)核心的路由功能需要進行同步革新.因此，本文提出了多態(tài)路由模型，即在多樣化業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)動態(tài)行為驅(qū)動下，多態(tài)路由可以針對不同業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)類型特定的需求，為其選擇派生相應(yīng)的路由協(xié)議，從而構(gòu)建出以滿足具體應(yīng)用需求的各種約束屬性服務(wù)路徑.多態(tài)路由協(xié)議運行實例具體如圖1所示.

在圖1所示的場景中，當(dāng)三種不同類型的業(yè)務(wù)到達路由器R1時，路由器R1通過下文設(shè)計的協(xié)議需求匹配算法分別為三種業(yè)務(wù)匹配到最佳的路由協(xié)議A、B、C.如果當(dāng)前路由器中相應(yīng)路由協(xié)議并未運行，則通過下文設(shè)計的多態(tài)路由派生算法啟動相應(yīng)路由協(xié)議.由此，在多態(tài)路由協(xié)議中，不同的業(yè)務(wù)根據(jù)需求實現(xiàn)了基于定制化路由協(xié)議的多樣化路徑傳輸，更好地保障了業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量.

2.2多態(tài)路由模型

為了更好地描述多態(tài)路由模型，本文引入路由服務(wù)描述（Routing Service Description，RSD）的概念.路由服務(wù)描述是對業(yè)務(wù)需求的刻畫和表征，為了提高匹配效率，路由服務(wù)描述采用類似NDN中扁平式的命名方案.定義如下：

其中，上標(biāo)A，B，K代表路由服務(wù)描述的不同層級，下標(biāo)Tk表示相應(yīng)層級下具體的類型.

基態(tài)路由（Base state Routing，BR）是具備滿足所有路由服務(wù)描述的路由協(xié)議集合，可視為一個資源池.使用向量空間定義如下：

BRK表示K維向量空間，（?1，?2，…，?k）是一組標(biāo)準正交基底，即對應(yīng)于RSD中的層級總數(shù)，基態(tài)路由BRK中的每一維向量?k對應(yīng)于RSD中的第k層需求.

多態(tài)路由（Polymorphic Routing，PR）是基于特定路由服務(wù)描述，由基態(tài)路由進行實例特化以建立滿足具體應(yīng)用所需的各種約束屬性服務(wù)路徑的路由機制.路由服務(wù)描述RSD可以視作基態(tài)路由向量空間的一組坐標(biāo)，唯一確定了多態(tài)路由實例.

那么由基態(tài)到滿足具體RSD需求的多態(tài)路由實例的派生過程即可描述為

其中，（SA，SB，…，SK）為基態(tài)路由向量空間的一組標(biāo)準正交基，與 RSD需求層級一一對應(yīng)，Tk對應(yīng)于 RSD中第K層需求的類型.

為了建立路由服務(wù)描述與路由協(xié)議的映射關(guān)系，本文采用基于特里樹的方法實現(xiàn).由于路由服務(wù)描述是層次化表示的，且不同的RSD具有共同的前綴表示，因此采用特里樹結(jié)構(gòu)可以節(jié)省大量存儲空間，同時由于減少了無謂的前綴比較可以大大提高查詢匹配效率.

基于具有高效查詢效率的特里樹結(jié)構(gòu)，多態(tài)路由模型能夠根據(jù)特定RSD快速查找派生出相應(yīng)編號的路由協(xié)議.針對此過程，本文設(shè)計了協(xié)議需求匹配算法進行實現(xiàn)，算法復(fù)雜度為O（N），N為RSD的層級數(shù)目，如算法1所示.

算法1

協(xié)議需求匹配算法

輸入：路由服務(wù)描述RSD

輸出：路由協(xié)議編號ID

2.3總體架構(gòu)

基于多態(tài)路由模型的實現(xiàn)機理，本文以可編程硬件和虛擬化技術(shù)為核心，設(shè)計了多態(tài)路由系統(tǒng)的總體架構(gòu).該系統(tǒng)能夠支持多協(xié)議共存、協(xié)議靈活可編程以及數(shù)據(jù)報文的高速轉(zhuǎn)發(fā).如圖2所示，總體架構(gòu)分為控制平面和數(shù)據(jù)平面兩大部分.

2.3.1控制平面結(jié)構(gòu)

控制平面的主要功能是根據(jù)需求完成對多態(tài)路由協(xié)議實例的派生以及相應(yīng)配置.為了實現(xiàn)多種路由協(xié)議實例的有效隔離，虛擬容器與物理主機的數(shù)據(jù)通信鏈路方式如圖3所示.

圖3中，虛擬容器創(chuàng)建虛擬網(wǎng)卡0～3（與物理網(wǎng)卡數(shù)量一致），然后基于端口劃分VLAN，最后通過網(wǎng)橋br0～br3與對應(yīng)于物理板卡的nf0～nf3分別連接.網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)了虛擬容器與物理板卡間的報文通信，VLAN實現(xiàn)了不同路由協(xié)議報文交互的有效隔離.

多態(tài)路由系統(tǒng)需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求對路由協(xié)議報文進行靈活控制，以實現(xiàn)路由協(xié)議實例的按需派生.因此，本文設(shè)計了多態(tài)路由派生算法，如算法2所示.

算法2多態(tài)路由派生算法

當(dāng)業(yè)務(wù)需求改變時，多態(tài)路由系統(tǒng)可以通過修改VLAN-ID映射表來修改協(xié)議分發(fā)規(guī)則，從而更新不同路由協(xié)議的交互對象，建立新的路由轉(zhuǎn)發(fā)表，這為底層硬件路由決策模塊提供判斷依據(jù).同時，這也為用戶編寫復(fù)雜的路由控制策略提供了靈活可編程接口.最后，路由管理平臺還可根據(jù)上層不斷涌現(xiàn)的新興業(yè)務(wù)需求，為其開發(fā)并部署運行滿足需求的路由協(xié)議，從而實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的路由機制共存.

2.3.2數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)平面主要根據(jù)控制平面配置生成的規(guī)則進行數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)與處理.包頭分類模塊根據(jù)分類規(guī)則區(qū)分不同業(yè)務(wù)類別的數(shù)據(jù)包，然后多態(tài)路由決策模塊根據(jù)TOS—RID映射表將數(shù)據(jù)包送交不同的路由轉(zhuǎn)發(fā)平面進行處理.因此，多態(tài)路由系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了基于可編程硬件平臺的多表存儲與查詢機制，以及支持用戶定制的表項更新策略，從而實現(xiàn)根據(jù)業(yè)務(wù)需求定制路由的目的.圖4是硬件數(shù)據(jù)平面的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖.

現(xiàn)有設(shè)計中使用報文頭部八位TOS字段對上層業(yè)務(wù)類型進行標(biāo)識，具體標(biāo)識方案可參考 DiffServ中的相關(guān)設(shè)計.本設(shè)計中，高速包頭分類解析模塊主要完成對路由協(xié)議控制報文以及普通數(shù)據(jù)包進行區(qū)分，路由決策模塊通過在硬件TCAM中存儲并維護一張TOS—RID映射表，實現(xiàn)業(yè)務(wù)類型與硬件路由表之間的高效查找匹配.路由表以及ARP表均使用最長前綴匹配算法在硬件TCAM中完成處理，以此保證多態(tài)路由系統(tǒng)的高速轉(zhuǎn)發(fā)功能.系統(tǒng)結(jié)合包頭分類解析模塊以及路由決策模塊，運行多態(tài)路由決策算法，從而實現(xiàn)基于業(yè)務(wù)類型匹配的定制化路由選擇轉(zhuǎn)發(fā)功能，如算法3所示.

算法3多態(tài)路由決策算法

算法3中，數(shù)據(jù)平面由于資源限制導(dǎo)致路由轉(zhuǎn)發(fā)平面數(shù)量不能完全滿足控制層路由協(xié)議需要，但表項更新策略支持用戶自定義編程實現(xiàn)，從而支持周期性選擇更新硬件路由轉(zhuǎn)發(fā)表來滿足數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)需要，從而提升了系統(tǒng)可擴展性.針對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)共存時，本設(shè)計方案中的路由表以及ARP表可以進行相應(yīng)泛化.

2.4原型實現(xiàn)

多態(tài)路由原型系統(tǒng)控制平面采用OpenVZ+Quagga的架構(gòu)，其中，OpenVZ［13］屬于操作系統(tǒng)級虛擬化軟件. Quagga［14］屬于開源的路由協(xié)議配置平臺，具有靈活性好、可編程性強的特點.數(shù)據(jù)平面采用NetFPGA-10G［15］可編程板卡實現(xiàn).

在原型系統(tǒng)中，目前數(shù)據(jù)平面支持四張路由表以及ARP表的并行查詢，表項條目數(shù)量均為32，可根據(jù)需要進行擴展.

3 性能測試與分析

為了對多態(tài)路由系統(tǒng)原型進行測試和驗證，本節(jié)搭建了一個測試場景，然后分別從功能和性能的角度對多態(tài)路由系統(tǒng)原型進行測試和驗證.

3.1測試場景

如圖5所示，多態(tài)路由系統(tǒng)原型測試場景由五個運行多態(tài)路由系統(tǒng)的節(jié)點組成，節(jié)點之間通過10GE的光纖接口進行互聯(lián).在每個節(jié)點中通過OpenVZ虛擬化技術(shù)分別運行RIP、OSPF以及ISIS路由協(xié)議.網(wǎng)絡(luò)中分別部署VOIP、FTP以及視頻三種類型業(yè)務(wù)，三種業(yè)務(wù)的TOS字段分別設(shè)為0x00，0x01，0x02，在TOS—RID映射表中分別對應(yīng)路由協(xié)議RIP，OSPF，ISIS生成的路由表.

3.2多態(tài)路由功能驗證

基于上圖所示的測試場景，使用Traceroute命令指定數(shù)據(jù)包TOS字段查看不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)路徑.

結(jié)果表明，VOIP業(yè)務(wù)的傳輸路徑為R2→R3→R4，F(xiàn)TP業(yè)務(wù)的傳輸路徑為R2→R5→R4，視頻業(yè)務(wù)的實際傳輸路徑為R2→R1→R4，這恰好完全對應(yīng)于三種路由協(xié)議計算生成的路由表.同時，不同路由協(xié)議之間相互獨立運行，互不影響.由此表明，多態(tài)路由原型系統(tǒng)實現(xiàn)了良好的隔離性和多態(tài)性，支持在同一個物理網(wǎng)絡(luò)之上同時運行多種路由協(xié)議，確保了多態(tài)路由功能的實現(xiàn).

3.3轉(zhuǎn)發(fā)性能分析

轉(zhuǎn)發(fā)速率是衡量路由器系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)，在圖5所示的測試場景的基礎(chǔ)上，使用Iperf3網(wǎng)絡(luò)性能測試軟件來測試多態(tài)路由原型系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)速率，結(jié)果如圖6所示.

可以看出，多態(tài)路由原型系統(tǒng)的單端口最大轉(zhuǎn)發(fā)速率為9.6Gbps，最大轉(zhuǎn)發(fā)速率接近于與理論最大值10Gbps，相較于基于NetFPGA-1G板卡實現(xiàn)的Switch-Blade，系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)性能有了較大提升.同時，與采用GPU加速技術(shù)的PacketShader以及采用集群技術(shù)的Route-Bricks相比，本文設(shè)計的多態(tài)路由原型系統(tǒng)與其具有接近的最高轉(zhuǎn)發(fā)速率，這表明原型系統(tǒng)的設(shè)計在轉(zhuǎn)發(fā)速率方面處于當(dāng)前研究領(lǐng)域的前列，很好滿足了未來網(wǎng)絡(luò)對路由轉(zhuǎn)發(fā)性能的要求.

3.4QoS保障性能分析

基于圖5所示的測試場景，測試了三種路由方式下不同平均包長的業(yè)務(wù)流的QoS指標(biāo)，結(jié)果如圖7圖8所示.

實驗結(jié)果表明，DiffServ方式只保障了優(yōu)先級高業(yè)務(wù)（64Byte）的傳輸帶寬，其余兩種業(yè)務(wù)的傳輸帶寬低于傳統(tǒng)路由方式，丟包率較高，只能保障單一業(yè)務(wù)的QoS需求.而采用多態(tài)路由系統(tǒng)實現(xiàn)區(qū)分定制化多路徑并行傳輸，減少了擁塞，相較于傳統(tǒng)路由方式，業(yè)務(wù)流傳輸丟包率平均降低了73%，鏈路傳輸帶寬平均提高了28%.由此可見，多態(tài)路由系統(tǒng)通過對業(yè)務(wù)流進行區(qū)分，采用定制化路由傳輸方式，相較于DiffServ方式很好地提升了多業(yè)務(wù)共存時的服務(wù)質(zhì)量.

4 結(jié)束語

針對當(dāng)前路由機制由于結(jié)構(gòu)僵化和功能單一，無法滿足未來多樣化業(yè)務(wù)需求的問題，本文提出了基于業(yè)務(wù)需求與路由協(xié)議自適配思想的多態(tài)路由模型，并采用NetFPGA-10G開放可編程硬件平臺，以操作系統(tǒng)級虛擬化技術(shù)OpenVZ和可編程路由控制平臺 Quagga為核心，設(shè)計實現(xiàn)了一種支持多樣化業(yè)務(wù)需求定制以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)共存的多態(tài)路由原型系統(tǒng).相比于現(xiàn)有系統(tǒng)，該系統(tǒng)在支持業(yè)務(wù)定制路由服務(wù)路徑的同時，在轉(zhuǎn)發(fā)性能，服務(wù)質(zhì)量保障方面均有提升，對于滿足未來多樣化的業(yè)務(wù)路由服務(wù)描述以及支持未來新型網(wǎng)絡(luò)的漸進式試驗與部署具有重要意義.

［1］張明川，許長橋，關(guān)建峰，等.一種面向智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的自適配路由策略研究［J］.電子學(xué)報，2015，43（7）：1249 -1256. Zhang Ming-chuan，Xu Chang-qiao，Guan Jian-feng，et al. Adaptive allocation routing scheme for smart and cooperative networks［J］.Acta Electronica Sinica，2015，43（7）：1249-1256.（in Chinese）

［2］McKeown N.Software-defined networking［J］.INFOCOM Keynote Talk，2009，17（2）：30-32.

［3］Van Jacobson，Diana K Smetters，James D Thornton，et al. Networking named content［J］.Communications of the ACM，2012，55（1）：117-124.

［4］周燁，李勇，蘇厲，等.基于虛擬化的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新實驗環(huán)境研究［J］.電子學(xué)報，2012，40（11）：2152-2157. Zhou Ye，Li Yong，Su Li，et al.Research of network innovation experimental environment based on network virtualization［J］.Acta Electronica Sinica，2012，40（11）：2152-2157.（in Chinese）

［5］羅臘詠，賀鵬，關(guān)洪濤，等.可編程虛擬路由器關(guān)鍵技術(shù)與原型系統(tǒng)［J］.計算機學(xué)報，2013，36（7）：1350-1363. Luo La-yong，He Peng，Guan Hong-tao，et al.Key technologies and prototype systems of programmable virtual routers［J］.Chinese Journal of Computers，2013，36（7）：1350 -1363.（in Chinese）

［6］Kohler E，Morris R，Chen B，et al.The click modular router ［J］.ACM Transactions on Computer Systems，2000，18 （3）：263-297.

［7］Han Sangjin，Jang Keon，Papk Kyoung Soo，et al.Packet-Shader：a GPU-accelerated software router［J］.ACM SIGCOMM Computer Communication Review，2010，40（4）：195-206.

［8］Dobrescu M，Egi N，Katerina J，et al.RouteBricks：Exploiting parallelism to scale software routers［A］.Proceedingsof the 22nd ACM Symposium on Operating Systems Principles（SOSP’09）［C］.Big Sky，MT，New York，USA：ACM Press，2009.15-28.

［9］Anwer M B，Motiwala M，Tariq M B，et al.SwitchBlade：A platform for rapid deployment of network protocols on programmable hardware［A］.Proceedings of the Conference on Applications，Technologies，Architectures，and Protocols for Computer Communications（SIGCOMM’10）［C］. New Delhi，New York，USA：ACM Press，2010.183-194.

［10］劉中金，李勇，楊懋，等.基于可編程硬件的虛擬路由器數(shù)據(jù)平面設(shè)計與實現(xiàn)［J］.電子學(xué)報，2013，41（7）：1268 -1272. Liu Zhong-jin，Li Yong，Yang Mao，et al.Design on data plane of programmable hardware-based virtual router［J］. Acta Electronica Sinica，2013，41（7）：1268-1272.（in Chinese）

［11］蘭巨龍，程東年，胡宇翔.可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系研究［J］.通信學(xué)報，2014，35（1）：187-198. Lan Ju-long，Cheng Dong-nian，Hu Yu-xiang.Research on reconfigurable information communication basal network architecture［J］.Journal of Communications，2014，35 （1）：187-198.（in Chinese）

［12］Kav′e Salamatian.Toward a polymophic future Internet：a networking science approach［A］.ITU-T Kaleidoscope 2010，Beyond the Internet？-Innovations for Future Networks and Services［C］.Pune，India：IEEE Press，2010.1 -6.

［13］OpenVZ：Server Virtualization Open Source Project ［OL］.http：//www.openvz.org.2007.

［14］Kunihiro Ishiguro.Quagga-A Routing Software Package for TCP/IP Networks［OL］.http：//www.nongnu.org/ quagga.2012.

［15］NetFPGA-10G Project［OL］.https：//github.com/NetFPGA/NetFPGA-public/wiki.2014.

張 巖 男，1991年1月出生，河南舞鋼人.2013年畢業(yè)于華中科技大學(xué)電子與信息工程系，其后進入國家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心攻讀碩士學(xué)位，主要研究方向為新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、路由與交換技術(shù).

E-mail：zy24987624@163.com

蘭巨龍 男，1962年出生，河北張北人.國家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心總工程師、教授、博士生導(dǎo)師，主要從事新一代信息網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵理論與技術(shù)的研究工作，目前作為首席科學(xué)家主持國家“973”項目“可重構(gòu)信息通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系研究”.

A Polymorphic Routing System Providing Flexible Customization for Service

ZHANG Yan，LAN Ju-long，HU Yu-xiang，WANG Peng，DUAN Tong
（National Digital Switching System Engineering&Technological R&D Center，Zhengzhou，Henan 450002，China）

The traditional rigid routing mechanism has been unable to meet the various service demands and the deployment of new network architectures in future.Aimed at this problem，this paper proposes the polymorphic routing model which is based on the adaptation between routing function and service requirements，and implements the polymorphic routing prototype.The prototype supports the coexistence and customization of a variety of routing protocols in both homogeneous and heterogeneous networks through the virtualization technology and the selective data plane for query and forwarding.Finally，the prototype was implemented based on the NetFPGA-10G platform.Compared with the existing routing systems，the polymorphic routing system realizes the coexistence and customization of various routing protocols，and achieves higher forwarding rate，better scalability and insurance of the quality of service at the same time.

routing；polymorphic；virtualization technology；dataplane；NetFPGA

TP393.1

A

0372-2112（2016）04-0988-07

電子學(xué)報URL：http：//www.ejournal.org.cn 10.3969/j.issn.0372-2112.2016.04.033

2015-07-16；

2015-09-18；責(zé)任編輯：孫瑤

國家973重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（No.2012CB315901，No.2013CB329104）；國家863高技術(shù)研究發(fā)展計劃（No.2013AA013505）；國家自然科學(xué)基金（No.61309019，No.61372121）