基于ForCES的软件定义网络（SDN）研究

The research on Software Defined Networks (SDN), especially on the Openflow-Based SDN, is facing difficulties to move forward. Focusing on avoiding such difficulties, this project proposal introduces an efficient and powerful new system architecture for Software Defined Networks, which is based on ForCES technology. The proposal further introduces an abstracting and modeling method for SDN data and forwarding plane so as to realize a modeling system for SDN resources abstracting, which is much powerful than the modeling method the Openflow used. The modeling system is expected to meet the SDN requirements for high abstracting and virtualization purposes of resources. And further, the project researches on the technologies for the north-bound interface and the south-bound interface of the ForCES-Based SDN, and produce a south-bound interface protocol called ForCES+. The proposal will also analyze the key performances of the ForCES-Based SDN. With full experiments and validations, the project will form a set of SDN solving method and technology system, and provides them to IETF or ONF foundation as inputs for drafts of specifications or standards, and to further work to make them published, so as to help move forward the research and application of SDN.

本项目针对目前软件定义网络（SDN）尤其基于Openflow的SDN研究中面临的重要问题，提出一种新的高效和功能强大的基于ForCES思想的软件定义网络SDN体系架构；在详细分析SDN资源抽象和虚拟化需求的基础上，研究提出SDN数据转发面的统一资源抽象与建模方法，实现一种远超Openflow 数据面描述能力的SDN资源抽象建模体系，可满足SDN资源高度抽象与虚拟化的软件定义要求；进一步研究基于ForCES的SDN南向和北向接口的信息交互技术问题，设计实现基于ForCES+的南向接口；分析基于ForCES的SDN系统的关键技术性能。在充分实验验证基础上，形成一套高效的SDN解决方案和技术体系，将直接提供给IETF和ONF作为相关规范和国际标准制定的技术支撑内容，形成标准草案，并通过进一步工作使之成为正式规范或协议标准，推动SDN研究和应用的发展。

本项目针对目前软件定义网络（SDN）研究中面临的问题，提出基于ForCES思想的SDN体系架构，解决其中资源建模、控制协议等关键技术问题，参与标准制定组织，推动本项目的研究方案成为正式的标准规范，主要研究内容包括以下3个方面：1）基于ForCES 的SDN体系结构研究；2）SDNFE数据转发面抽象与建模技术；3）支持通用SDNOS的接口协议研究。.项目将IETF ForCES技术引入了SDN体系结构的设计，基于ForCES逻辑功能块提出了元模型的概念，利用元模型来描述SDN数据平面的资源，实现SDN数据平面资源的弹性描述，克服了Openflow流表等描述方式的僵化问题；基于已有的ForCES协议，通过扩展设计，使得其满足了多层次、多维度的寻址需求，解决了SDN网络中的资源寻址问题；形成了一套完整的SDN解决方案和技术体系。针对ForCES架构下对可靠性的特殊要求，联合日本NTT公司等提出了ForCES控制件和转发件的高可用性备份方案，由IETF发布成为RFC国际标准：RFC7121，同时新提交IETF标准草案1项。推动项目研究技术成为国内可重构软件定义网络研究的主要规范，向中国通信标准化协会提交2份行业标准。项目新申请发明专利15项，期间获得授权发明专利9项。项目发表学术论文25篇，其中期刊论文17篇，会议论文8篇。人才培养方面，项目前后培养硕士生近50名，其中29名获硕士学位顺利毕业，1名项目成员基于项目研究获博士学位，项目成员获省和国家学术荣誉各1次。项目开展研究工作同时也致力于科研成果转化，通过与企业的合作将相关研究成果应用于企业构建各类网络设备的高性能通用研发平台，取得了瞩目的产业化推广及应用成果。项目获得浙江省科技奖技术发明一等奖1项，教育部高校科研优秀成果奖科技进步奖二等奖1项。本项目研究对新一代软件定义网络的研究发展具有重要意义，已经在国内外产生了重要影响。