浅议ForCES体系结构及GRMP
一、ForCES概述
ForCES工作组是当前开放可编程网络研究中最受关注的研究组织之一,它致力于确定一个框架和相关的协议来规范CE和FE之间的信息交换,形成一个标准的机制使CE和FE成为物理上分离的标准组件。这种物理上的分离将会给ForCES体系结构带来一些好处:首先,标准化的协议能促进CE和FE部件生产厂商之间的技术协作,促进CE和FE领域的快速创新。再者,网络部件的分离使厂商更加专注于某一部件的生产,使产品日臻完善。因此ForCES工作组成为当前开放可编程网络研究中最受关注的研究组织之一。
我们在这里介绍ForCES中最重要的几个术语。
(1)转发部件(Forwarding Element ,FE)FE是一个执行具体ForCES协议的逻辑实体。通过ForCES协议,FE根据CE的指示对每个数据包进行处理。
(2)控制部件(Control Element ,CE)CE是一个实施ForCES协议的逻辑实体,它会指示一个或者多个FE怎样去处理数据包。CE的操作功能包括控制信令、协议的执行。
(3)网络部件(ForCES Network Element ,NE)NE是由一个或多个CE和FE组成的逻辑实体。对外部网络实体而言,NE隐藏了其内部组织结构,表现为一个网络管理节点。
(4)逻辑功能块(Logical Functional Block,LFB)LFB指的是存在于FE内部,能够完成既定功能的、动态可操作的函数集。它是构成一个NE的最小逻辑单元。
(5)ForCES 协议(ForCES Protocol)在整个ForCES体系中可能有多个协议在工作,这里所说的ForCES Protocol仅仅指CE和FE连接后所使用的协议,即ForCES连接后协议。
(6)FE管理器(FE Manager)FE Manager是一个在FE和CE准备建立连接时作用的逻辑实体,它将决定FE和哪一个CE进行通信。这个过程被称作CE查过程,它还可能包括FE Manager了解当前可用的CE性能的过程。FE Manager可以使用静态配置或者预连接协议两者中的任何一种形式来决定所要连接的CE。作为一个逻辑实体,FE Manager可能与其它的逻辑实体在物理上结合在一起。
(7)CE管理器(CE Manager)CE Manager是一个在CE和FE建立连接后起作用的逻辑实体,它将决定CE和哪一个FE进行通信。这个过程被称为FE查过程,它还可能包括CE Ma
nager了解当前可用的FE性能的过程。CE Manager可以使用静态配置或者连接后协议两者中的任何一种形式来决定所要连接的FE。作为一个逻辑实体,CE Manager可能与其它的逻辑实体在物理上结合在一起。
二、ForCES体系结构
以下是我们给出的ForCES现在比较通用的模型。
在上文的论述中我们已经知道ForCES NE是由一个或多个CE和FE组成的逻辑实体。每个FE包含一个或者多哥外部接口来接收和发送数据包。这些FE外部接口的集合就构成了NE的外部接口。在NE中,除了外部接口还必然存在大量的内部接口。
下图为FE基本结构图。
当一个数据包经过一个LFB的时候,LFB会根据预先定义好的行为,对数据包进行处理。经过处理后的数据包要么被修改(例如decapsulator,marker),要么有一些结果产生或者存储(例如classifier)。每一个LFB都会完成一个典型的行为。Classifiers, Scheduler都是LFB的示例。LFB Module[11]允许我们用很少的LFB来准确的描述FE的功能(例如IPv4 forwarde
r),而且能够描述更加复杂的网络功能。
每个LFB有一个或多个输入,每个输入都可以接收一个数据包P并附带数据元 M;还要有一个或者多个输出,每个输出都传送一个数据包P’ 并附带数据元M’。数据元是在网络处理设备(例如路由器,交换机等等)中与数据包有关的数据,它从一个LFB传送到下一个LFB,但他并不通过网络传送。
一个LFB就像上图所示的会有输入、输出和属性,这些都能够被CE通过Fp参考点和ForCES协议终止点来询问和处理。LFB操作必须在LFB Module中被定义,从而使CEspring framework是什么框架的能够理解转发的行为。例如CE必须知道在数据链路的哪一点上IPv4报头中的TTL域应该减1。另外,CE必须知道FE应该在哪里对何种类型的报头进行修改。最后,CE必须确定FE中连接在一起的不同类型的LFB是兼容的。
三、ForCEs的通用路由器管理协议GRMP
通用路由器管理协议GRMP是提交给IETF ForCES工作组的ForCES候选协议, 协议全文见互联网草案(Internet-Draft) [9]。GRMP协议工作在ForCES 的Fp参考点、协议设计满足所有Fo
rCES需求(RFC3654)的要求。GRMP协议是一个主控-伺服(Master-Slave)结构协议,CE作为主控器、FE作为伺服器;同时它是一个基协议(Base Protocol)、需使用ForCES FE Module[11]作为其运行的数据模型,其间关系类似于SNMP协议与SNMP MIB之间的关系。GRMP协议是独立于GSMP协议设计的,但它也充分考虑了两种协议的可能兼容性,为今后支持多服务交换平台如MSF[4]提供了空间。
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