ACTIVE AND PROGRAMMABLE NETWORKSAct

ACTIVE AND PROGRAMMABLE NETWORKS
Active and programmable networks research was motivated by the need to create, deploy, and manage novel services on the fly in response to user demands. In addition to programmability, they also promote concepts of isolated environ- ments to allow multiple parties to run possibly conflicting codes on the same network elements without causing network instability.
Two separate schools of thought emerged on how to actually implement such concepts.
The Open Signaling Approach — Open sig- naling takes a telecommunication approach with a clear distinction between transport, control, and management planes that constitute pro- grammable networks, and emphasizes quality of service (QoS) guarantees. An abstraction layer is proposed for physical network devices to act as distributed computing environments with well defined open programming interfaces allowing service providers to manipulate network states.
The Active Networks Approach — Active networks promote dynamic deployment of new services at runtime within the confinement of existing networks. Routers or switches in these networks can perform customized computa- tions based on the contents of the active pack- ets and can also modify them. Active networks allow the customization of network services at packet transport granularity and offer more flexibility than the open signaling approach at the expense of a more complex programming model.
OVERLAY NETWORKS
An overlay network is a logical network built on top of one or more existing physical networks. The Internet itself started off as an overlay on top of the telecommunication network. Overlays in the existing Internet are typically implement- ed in the application layer; however, various implementations at lower layers of the network stack do exist.
Overlays do not require or cause any changes to the underlying network. Consequently, over- lays have long been used as relatively easy and inexpensive means to deploy new features and fixes in the Internet. A multitude of application layer overlay designs have been proposed in recent years to address diverse issues, which include ensuring performance and availability of Internet routing, enabling multicasting, provid- ing QoS guarantees, protecting from denial of service attacks, and content distribution and file sharing services. Overlays have also been used as testbeds (e.g., PlanetLab) to design and evaluate new architectures.
The authors in [1] point out that standard overlays falter as a deployment path for radical architectural innovations in at least two ways. First, overlays have largely been used as a means to deploy narrow fixes to specific problems with- out any holistic view. Second, most overlays have been designed in the application layer on top of IP; hence, they cannot go beyond the inherent limitations of the existing Internet.
NETWORK VIRTUALIZATION
ENVIRONMENT
Unlike the existing all-IP Internet, a virtualized networking environment is a collection of multi- ple heterogeneous network architectures from different SPs. Each SP leases resources from one or more InPs to create VNs, and deploys cus- tomized protocols and services.
BUSINESS MODEL
The main distinction between the participants in the network virtualization model and the tradi- tional model is the presence of two different roles, InPs and SPs, as opposed to the single role of the ISPs[2–4].
InP — InPs deploy and actually manage the underlying physical network resources. They offer their resources through programmable interfaces to different SPs. InPs distinguish themselves through the quality of resources they provide, the freedom they delegate to their cus- tomers, and the tools they provide to exploit that freedom.
Unlike the existingall-IP Internet, a virtualized networking environment is a collection of multiple heterogeneous network architectures from different SPs. Each SP leases resources from one or more InPs to create VNs and deploys customized protocols and services.
End users in the net- work virtualization model are similar to those of the existing Internet, except that the existence of mul- tiple VNs from com- peting SPs provides them a wider range of choice. Any end user can connect to multiple VNs from different SPs for dif- ferent services.

SP — SPs lease resources from multiple InPs to create and deploy VNs by programming allocat- ed network resources to offer end-to-end ser- vices to end users. An SP can also provide network services to other SPs. It can also create child VNs by partitioning its resources and act as a virtual InP by leasing those child networks to other SPs (Fig. 1).
End User — End users in the network virtualiza- tion model are similar to those of the existing Internet, except that the existence of multiple VNs from competing SPs provides them a wider range of choice. Any end user can connect to multiple VNs from different SPs for different services.
ARCHITECTURE
In an NVE the basic entity is a VN. A VN is a collection of virtual nodes connected together by a set of virtual links to form a virtual topology, which is essentially a subset of the underlying physical topology. Each virtual node is hosted on a particular physical node, whereas a virtual link spans over a path in the physical network and includes a portion of the network resources along the path.
Each VN is operated and managed by a sin- gle SP, even though the underlying physical resources might be aggregated from multiple InPs. Figure 1 depicts two VNs, VN1 and VN2, created by service providers SP1 and SP2, respectively. SP1 composed VN1 on top of the physical resources managed by two different InPs (InP1 and InP2), and providesend-to-end services to end users U2 and U3. SP2, on the other hand, deployed VN2 by combining resources from infrastructure provider InP1 with a child VN from service provider SP1. End users U1 and U3 are connected through VN2.
The owner of a VN is free to implement end-to-end services by deploying custom packet for-mats, routing protocols, forwarding mechanisms, as well as control and management planes. As men- tioned earlier, end users have the choice to opt in to any VN. For example, U3 is subscribed to VN1 and VN2 managed by SP1 and SP2, respectively.
ARCHITECTURAL PRINCIPLES
Network virtualization propounds the following principles for the next-generation networking paradigm.
Coexistence — Coexistence of multiple VNs is the defining characteristic of an NVE [1–3]. It refers to the fact that multiple VNs from differ- ent SPs can coexist together, spanning over part or full of the underlying physical networks pro- vided by one or more InPs. In Fig. 1, VN1 and VN2 are two coexisting VNs.
Recursion — When one or more VNs are spawned from another VN creating a VN hierar- chy withparent-child relationships, it is known as recursion as well as nesting of VNs [5]. Service provider SP1 in Fig. 1 leased away a portion of its allocated resources to SP2, to whom it appears simply as a virtual InP.
Inheritance — Child VNs in an NVE can inher- it architectural attributes from their parents, which also means that the constraints on the parent VN automatically translate to similar constraints on its children [5]. For example, con- straints imposed by InP2 will automatically be transferred to VN2 from VN1 through inheri- tance. Inheritance allows an SP to add value to the spawned child VNs before reselling them to other SPs [3].
Revisitation — Revisitation [6] allows a physi- cal node to host multiple virtual nodes of a sin- gle VN. Use of multiple logical routers to handle diverse functionalities in a large complex net- work allows an SP to logically rearrange its net- work structure and to simplify the management of a VN. Revisitation can also be useful for cre- ating testbed networks. Figure 1 provides an example of revisitation in VN2.

Results (Vietnamese) 1:

Hoạt động và lập trình mạng
nghiên cứu mạng lưới hoạt động và lập trình được thúc đẩy bởi sự cần thiết để tạo ra, triển khai và quản lý các dịch vụ tiểu thuyết on the fly trong phản ứng yêu cầu của người dùng. Ngoài việc lập trình, họ cũng thúc đẩy các khái niệm của cô lập environ-ments để cho phép nhiều bên để chạy có thể xung đột mã trên cùng một mạng lưới các yếu tố mà không gây ra sự mất ổn định mạng.
Hai trường riêng biệt của tư tưởng nổi lên trên làm thế nào để thực sự thực hiện các khái niệm.
The tiếp cận tín hiệu mở — mở sig-naling mất một cách tiếp cận viễn thông với một sự phân biệt rõ ràng giữa giao thông vận tải, kiểm soát và quản lý các máy bay chiếm pro-grammable mạng, và nhấn mạnh các chất lượng dịch vụ (QoS) đảm bảo. Một lớp trừu tượng được đề xuất cho mạng vật lý thiết bị để hoạt động như môi trường phân phối máy tính với cũng được định nghĩa giao diện lập trình mở cho phép cung cấp dịch vụ để thao tác mạng kỳ.
The cách tiếp cận mạng lưới hoạt động-hoạt động mạng thúc đẩy việc triển khai năng động của các dịch vụ mới tại thời gian chạy trong confinement của mạng lưới hiện có. Router hoặc thiết bị chuyển mạch trong các mạng này có thể thực hiện tùy chỉnh Hey-tions dựa trên nội dung của gói-ets hoạt động và cũng có thể thay đổi chúng. Hoạt động mạng lưới cho phép tuỳ biến của mạng dịch vụ hội viên số độ chi tiết vận tải gói và cung cấp linh hoạt hơn so với tín hiệu mở tiếp cận chi phí của một phức tạp hơn lập trình mẫu.
mạng OVERLAY
Một mạng overlay là một mạng lưới hợp lý được xây dựng trên đầu trang của một hoặc nhiều mạng vật lý hiện có. Internet chính nó bắt đầu như một lớp phủ trên đầu trang của mạng viễn thông. Lớp phủ trong Internet hiện có thường là thực hiện-ed tại lớp ứng dụng; Tuy nhiên, việc triển khai khác nhau tại lớp thấp hơn của ngăn xếp mạng tồn.
Lớp phủ không yêu cầu hoặc gây ra bất kỳ thay đổi nào để mạng cơ bản. Kết quả là, trên-đẻ lâu đã được sử dụng như là phương tiện tương đối dễ dàng và rẻ tiền để triển khai tính năng mới và sửa lỗi trong Internet. Một vô số các ứng dụng lớp lớp phủ thiết kế đã được đề xuất trong những năm qua để quyết các vấn đề đa dạng, bao gồm đảm bảo hiệu suất và tính khả dụng của Internet định tuyến, cho phép multicasting, cu-ing QoS đảm bảo, bảo vệ từ chối dịch vụ tấn công, và phân phối nội dung và dịch vụ chia sẻ tập tin. Lớp phủ cũng đã được sử dụng như là để thử nghiệm (ví dụ như, PlanetLab) để thiết kế và đánh giá kiến trúc mới.
tác giả trong [1] chỉ ra rằng tiêu chuẩn lớp phủ ngập ngừng như một đường dẫn triển khai cho sự đổi mới triệt để kiến trúc trong ít nhất hai cách. Đầu tiên, lớp phủ phần lớn đã được sử dụng như một phương tiện để triển khai hẹp bản sửa lỗi cho các vấn đề cụ thể với ra bất kỳ cái nhìn toàn diện. Thứ hai, hầu hết lớp phủ đã được thiết kế ở lớp ứng dụng trên đầu trang của IP; do đó, họ không thể đi xa hơn những hạn chế cố hữu của Internet hiện tại.
mạng ảo hóa
môi trường
không giống như Internet toàn-IP hiện tại, một môi trường mạng diện là một tập hợp các kiến trúc mạng không đồng nhất đa-ple từ SPs khác nhau. SP mỗi cho thuê tài nguyên từ một hoặc nhiều InPs để tạo ra VNs, và triển khai cus-tomized giao thức và dịch vụ.
mô hình kinh doanh
sự khác biệt chính giữa những người tham gia trong các mô hình ảo hóa mạng và các mô hình tradi-tế là sự hiện diện của hai vai trò khác nhau, InPs và SPs, như trái ngược với vai trò duy nhất của các ISP [2–4].
InP — InPs triển khai và thực sự quản lý các nguồn tài nguyên mạng vật lý cơ bản. Họ cung cấp các nguồn lực thông qua các giao diện lập trình để khác nhau SPs. InPs phân biệt bản thân thông qua chất lượng của các nguồn tài nguyên họ cung cấp, sự tự do họ đại biểu của cus-tomers, và các công cụ mà họ cung cấp cho khai thác tự do đó.
Không giống như Internet existingall-IP, một môi trường mạng diện là một tập hợp các kiến trúc mạng không đồng nhất nhiều từ khác nhau SPs. SP mỗi cho thuê tài nguyên từ một hoặc nhiều InPs để tạo ra VNs và triển khai tùy chỉnh giao thức và dịch vụ.
người dùng cuối trong mô hình mạng làm việc ảo hóa cũng giống như Internet hiện tại, Ngoại trừ sự tồn tại của mul-tiple VNs từ com-peting SPs cung cấp cho họ một phạm vi rộng hơn của sự lựa chọn. Bất kỳ người dùng cuối có thể kết nối với nhiều VNs từ khác nhau SPs cho c-ferent dịch vụ.

SP-SPs cho thuê các nguồn lực từ nhiều InPs để tạo ra và triển khai VNs bởi lập trình allocat-ed tài nguyên mạng cung cấp end-to-end ser-tệ nạn cho người dùng cuối. Một SP cũng có thể cung cấp dịch vụ mạng cho SPs khác. Nó cũng có thể tạo trẻ em VNs bởi phân vùng tài nguyên của nó và hoạt động như một InP ảo cho thuê các mạng con để khác SPs (hình 1).
người dùng-người dùng cuối trong mô hình virtualiza-tion mạng cũng giống như Internet hiện tại, Ngoại trừ sự tồn tại của nhiều VNs từ cạnh tranh SPs cung cấp cho họ một phạm vi rộng hơn của sự lựa chọn. Bất kỳ người dùng cuối có thể kết nối với nhiều VNs từ khác nhau SPs cho dịch vụ khác nhau.
kiến trúc
trong an NVE các thực thể cơ bản là một VN. Một VN là một tập hợp ảo nút kết nối với nhau bởi một tập hợp các liên kết ảo để tạo thành một cấu trúc liên kết ảo, đó là về cơ bản là một tập hợp con của cấu trúc vật lý cơ bản là liên kết. Mỗi nút ảo được lưu trữ trên một nút vật lý cụ thể, trong khi một liên kết ảo kéo dài trên một con đường trong mạng vật lý và bao gồm một phần của tài nguyên mạng dọc theo đường
mỗi VN hoạt động và quản lý bởi một tội lỗi-gle SP, mặc dù các nguồn tài nguyên vật lý cơ bản có thể được tổng hợp từ nhiều InPs. Hình 1 Mô tả hai VNs, VN1 và VN2, tạo ra bởi nhà cung cấp dịch vụ SP1 và SP2, tương ứng. SP1 bao gồm VN1 trên đầu trang của các nguồn tài nguyên vật lý được quản lý bởi hai InPs khác nhau (InP1 và InP2), và providesend để kết thúc dịch vụ cho người dùng cuối U2 và U3. SP2, mặt khác, triển khai VN2 bằng cách kết hợp các nguồn lực từ nhà cung cấp cơ sở hạ tầng InP1 với một đứa trẻ Việt Nam từ nhà cung cấp dịch vụ SP1. Người dùng cuối U1 và U3 được kết nối thông qua VN2.
chủ sở hữu của một VN là miễn phí để thực hiện kết thúc để kết thúc dịch vụ bởi triển khai gói tùy chỉnh cho thảm, giao thức định tuyến, chuyển tiếp các cơ chế, cũng như máy bay kiểm soát và quản lý. Như là người đàn ông-tioned trước đó, người dùng cuối có sự lựa chọn để chọn tham gia bất kỳ VN. Ví dụ, U3 đăng ký với VN1 và VN2 được quản lý bởi SP1 và SP2, tương ứng.
Kiến trúc nguyên tắc
mạng ảo hóa propounds các nguyên tắc sau đây cho các thế hệ tiếp theo mạng mô hình.
cùng tồn tại-cùng tồn tại của nhiều VNs là đặc tính xác định của một NVE [1-3]. Nó đề cập đến một thực tế rằng nhiều VNs từ SPs ent khác nhau có thể cùng tồn tại với nhau, trải rộng trên một phần hoặc đầy đủ của các cơ bản mạng vật lý pro-vided bởi một hoặc nhiều InPs. Trong hình 1, VN1 và VN2 là hai VNs coexisting.
đệ quy — khi một hoặc nhiều VNs được sinh ra từ một VN tạo một VN hierar-chy withparent-con mối quan hệ, nó được gọi là đệ quy cũng như làm tổ của VNs [5]. Nhà cung cấp dịch vụ SP1 trong hình 1 đi thuê một phần của các nguồn tài nguyên được phân bổ để SP2, mà nó xuất hiện đơn giản là một ảo InP.
Thừa kế-Trẻ em VNs trong một NVE có thể tạo CNTT kiến trúc thuộc tính từ cha mẹ của họ, mà cũng có nghĩa rằng khó khăn về cha mẹ Việt Nam tự động dịch cho các hạn chế tương tự như trên trẻ em của nó [5]. Ví dụ, con-straints áp đặt bởi InP2 sẽ tự động được chuyển đến VN2 từ VN1 qua inheri-tance. Thừa kế cho phép một SP để thêm giá trị cho trẻ em sinh ra VNs trước khi bán lại cho họ để các SPs [3].
Revisitation-Revisitation [6] cho phép một lý-cal nút để lưu trữ nhiều nút ảo của một tội lỗi-gle VN. Sử dụng nhiều bộ định tuyến logic để xử lý các chức năng đa dạng trong một phức tạp lớn net-làm việc cho phép một SP logic sắp xếp lại cấu trúc mạng công việc của nó và đơn giản hóa việc quản lý của một VN. Revisitation cũng có thể hữu ích cho các thử nghiệm cre-ating mạng. Hình 1 cung cấp một ví dụ của revisitation trong VN2.