转发与控制分离架构系统特性和性能研究

转发与控制分离（ForCES）架构系统具有实现底层资源功能模块化以及控制面与转发面分离的特点，为新一代网络提供了较好的功能灵活性。本项目基于前期在ForCES方面的研究成果，拟对ForCES架构系统的特性和性能进行深度研究，为ForCES架构系统的应用提供扎实理论依据。主要研究内容包含：研究并提出ForCES架构系统特性和性能研究框架；围绕ForCES协议及其实现性能、ForCES通道性能、FE间业务数据传输性能，设计并分析ForCES的性能模型；围绕ForCES架构系统高可用性和一致性，设计并分析ForCES的特性模型；研究并设计ForCES架构的可重构性和虚拟性分别在高可信网络和云计算的方案。申请者是国内外ForCES 技术研究的代表性团队之一，具有良好的研究工作基础。本项目将为推动ForCES架构的发展和应用研究解决若干基础性关键技术问题。

本项目侧重对转发与控制分离（ForCES） 架构系统的特性和性能进行深度研究。项目以网络控制与数据转发在逻辑和物理层面分离为基础，以实现软件化、虚拟化、动态化和标准化的开放架构网络为目标，面向新型核心网络节点设备如核心路由器、交换机、高端网络安全设备等的开发应用，从体系架构、关键技术、协议标准等方面系统性地提出创新性解决方法，在架构思想和技术体系上取得原始创新性突破，研究对国际新一代网络技术发展和应用具有重要意义，转发与控制分离已经成为新一代网络及设备普遍应用的架构。.本项目主要创新性研究成果包括：1）在国内外首次提出基于“功能-特性-性能”的三元结构，这是对分布式系统领域研究内容的一个创新分类；2）在ForCES 研究领域内，首次进行ForCES 协议及实现性能、ForCES 传输通道性能分析，提出高可用性的较完整方案并进行理论建模；3）首次提出针对包括ForCES 架构系统在内的分布式系统的动态嵌套模型；4）首次提出ForCES结构中的虚拟化整体方案，包括对控制器和转发器的虚拟化，以及网络功能模块的统一资源描述；5）创新性地引入经济学模型以及软件定义价格的概念，以实现网络资源的定价及资源的合理分配；6）基于ForCES结构，设计了一个新颖的可重构的软件定义网络系统结构，并实现了从网络业务到网络策略、再到网络功能的半自动化重构方案。.我们对于ForCES技术的研究已经历时12年，在技术研究、标准制定、产业应用等方面获得了一系列突出成果。本项目组在ForCES方面的研究处于国际领先水平，是国内第一个深入研究ForCES 技术的小组，也是国际互联网标准制定组织IETF ForCES 工作组的核心力量之一。与IBM、Intel、日本NTT等组织的专家进行长期的交流和合作。本项目期间制定完成了由IETF正式发布的3项互联网RFC国际标准，发表论文25篇（其中EI收录21篇，SCI收录4篇，国内一级刊物4篇），申请发明专利18项，获得发明专利10项。培养硕士生毕业48人。.本项目组积极推进ForCES技术在核心路由器、交换机、高端网络安全设备、云数据中心设备等各种新型网络设备中的应用，取得了显著的经济效益，近三年新增产值18.10亿元、利润2.23亿元、税收2.13亿元。由于在ForCES方面重要的原始创新性成果，本项目组在2015年底取得浙江省科学技术发明一等奖。