SDN交換機(jī)及其星載交換的實(shí)現(xiàn)方案初探

陳 果，徐展琦，楊 帆，馮淼淼

(西安電子科技大學(xué) 綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)理論及關(guān)鍵技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710071)

SDN交換機(jī)及其星載交換的實(shí)現(xiàn)方案初探

陳 果，徐展琦，楊 帆，馮淼淼

(西安電子科技大學(xué) 綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)理論及關(guān)鍵技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710071)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中的新技術(shù)、新業(yè)務(wù)層出不窮，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度越來(lái)越高。傳統(tǒng)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)已難以滿足高吞吐量、靈活多變的業(yè)務(wù)需求。針對(duì)傳統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的問(wèn)題，業(yè)界提出在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)引入SDN技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟件定義衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)SDSN。對(duì)現(xiàn)有SDN交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行歸納總結(jié)，針對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)特殊環(huán)境分析衛(wèi)星結(jié)點(diǎn)中SDN星載交換設(shè)備的系統(tǒng)功能，并提出一種基于OpenFlow協(xié)議的SDN星載交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方案。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)；OpenFlow交換機(jī)；衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)；星載交換機(jī)

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的快速擴(kuò)張，數(shù)據(jù)流量指數(shù)性的爆炸增長(zhǎng)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)逐漸難以實(shí)現(xiàn)提供新業(yè)務(wù)、引入新技術(shù)和易于網(wǎng)絡(luò)管理等需求。為了顯著提高通信服務(wù)質(zhì)量，基于衛(wèi)星網(wǎng)和地面網(wǎng)的星地融合網(wǎng)絡(luò)[1-3]對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)提出靈活性、動(dòng)態(tài)性等新要求。未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)[4]也對(duì)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)[5]提出高吞吐量、智能路由以及靈活的有效載荷等新要求，美軍提出的分散與彈性體系架構(gòu)更是將網(wǎng)絡(luò)彈性、冗余性及可重構(gòu)等方面作為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的新挑戰(zhàn)。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,SDN)[6]作為一種控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，憑借其高度的開(kāi)放性、靈活性和可編程性在業(yè)界引起了廣泛關(guān)注。為了更好地提升網(wǎng)絡(luò)性能，國(guó)內(nèi)外研究者提出在衛(wèi)星網(wǎng)中引入SDN技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟件定義衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Satellite Network,SDSN)[7-9]以改變現(xiàn)有僵化的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)體制，提升網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性與可重構(gòu)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源的靈活調(diào)度，以此適應(yīng)迅速增長(zhǎng)和動(dòng)態(tài)變化的多租戶業(yè)務(wù)需求，提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

1 地面網(wǎng)絡(luò)SDN交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方法及對(duì)比

目前基于OpenFlow實(shí)現(xiàn)的主流可編程SDN交換機(jī)[6]可分為硬件實(shí)現(xiàn)和軟件實(shí)現(xiàn)2種：硬件方案包括傳統(tǒng)專用集成電路ASIC、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列FPGA和多核網(wǎng)絡(luò)處理器NPU等；軟件方案即通過(guò)計(jì)算機(jī)加軟件實(shí)現(xiàn)虛擬交換機(jī)。不同方案實(shí)現(xiàn)的SDN交換機(jī)存在交換性能差距，且在研發(fā)周期、投資成本和應(yīng)用場(chǎng)景亦有較大的差異。本節(jié)詳細(xì)介紹地面SDN網(wǎng)絡(luò)中幾種主流的OpenFlow交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方式，并分析不同SDN交換機(jī)在交換性能和靈活性等方面的優(yōu)劣。

1.1 基于專用集成電路的實(shí)現(xiàn)方案

專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)是指應(yīng)特定需要而設(shè)計(jì)制造的集成電路，在通信與網(wǎng)絡(luò)芯片中得到廣泛應(yīng)用。它通過(guò)將指令或計(jì)算邏輯固化到芯片，并集成路由查詢、協(xié)議處理和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等功能，以此提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)處理速度，實(shí)現(xiàn)極高的轉(zhuǎn)發(fā)性能。但這種通過(guò)傳統(tǒng)ASIC芯片實(shí)現(xiàn)的交換機(jī)功能固定，缺乏靈活性、通用性和可擴(kuò)展性。

可編程的ASIC技術(shù)將一些固定的或低風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)功能用傳統(tǒng)ASIC電路實(shí)現(xiàn)，而將高風(fēng)險(xiǎn)模塊和需要現(xiàn)場(chǎng)可升級(jí)能力的功能置于可編程的電路中實(shí)現(xiàn)。這種方案既能實(shí)現(xiàn)類似ASIC的性能和功耗，又能提供類似FPGA的靈活性和可重構(gòu)性，故成為高性能SDN交換機(jī)設(shè)計(jì)的首選。

國(guó)內(nèi)盛科網(wǎng)絡(luò)自行研發(fā)的專用OpenFlow芯片(如CTC6048芯片)和盛科V580系列SDN交換機(jī)均采用ASIC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。國(guó)外的Cisco和Juniper推出的可編程ASIC在無(wú)需重新設(shè)計(jì)芯片的情況下即可支持新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)真正的軟件定義網(wǎng)絡(luò)。

1.2 基于FPGA的實(shí)現(xiàn)方案

FPGA作為ASIC領(lǐng)域中的半定制電路，可反復(fù)編程、擦除和使用，在靈活性與重構(gòu)性方面表現(xiàn)突出，且在片上嵌入多核處理器形成SOC，還可保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)性能。利用FPGA芯片研發(fā)交換機(jī)可采用硬件描述語(yǔ)言HDL編程、嵌入處理器方式軟件編程或軟硬件結(jié)合等方式靈活實(shí)現(xiàn)。用戶可根據(jù)不同配置模式，采用不同編程方式，實(shí)現(xiàn)支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能的SDN交換機(jī)。

斯坦福大學(xué)在研究OpenFlow項(xiàng)目時(shí)開(kāi)發(fā)的開(kāi)放性NetFPGA[10]平臺(tái)，可以很好地支持模塊化設(shè)計(jì)。通過(guò)將在該平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的功能模塊進(jìn)行組合，便可完成復(fù)雜的硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的可重構(gòu)。任何個(gè)人和科研組織都可以利用該平臺(tái)上已有的軟硬件資源，添加自己的模塊和修改現(xiàn)有的系統(tǒng)來(lái)搭建自己的SDN硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因此在科研領(lǐng)域得到廣泛使用。

1.3 基于多核網(wǎng)絡(luò)處理器NPU的實(shí)現(xiàn)方案

網(wǎng)絡(luò)處理器(Network Processing Unit,NPU)作為專門處理數(shù)據(jù)包而設(shè)計(jì)的可編程芯片，能夠直接完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理的一般性任務(wù)，其內(nèi)部由若干個(gè)微碼處理器和若干硬件協(xié)處理器組成。NPU既保留ASIC高性能處理數(shù)據(jù)的特性，又可通過(guò)眾多并行運(yùn)轉(zhuǎn)的微碼處理器進(jìn)行微碼編程以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)處理，例如，OSI模型第1～第7層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元高速處理。因此，采用NPU芯片設(shè)計(jì)的SDN交換機(jī)在包處理能力和可編程方面均有較好的表現(xiàn)。

國(guó)內(nèi)華為公司推出的S12700系列敏捷交換機(jī)中就采用自主研發(fā)的EPU網(wǎng)絡(luò)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的可編程性，國(guó)外亦有設(shè)計(jì)用于SDN交換機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)處理器，如Intel公司的IXP2350接入NPU、Broadcom NPU等。

1.4 基于中央處理器CPU的實(shí)現(xiàn)方案

基于通用處理器實(shí)現(xiàn)的虛擬交換機(jī)以軟件編程的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)包的解析、查找和匹配等操作，并通過(guò)虛擬端口來(lái)模擬數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)操作。由于此類交換機(jī)采用軟件模擬實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，故具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)可編程性，可以和KVM、Xen等多種虛擬化平臺(tái)相整合，使得同一套設(shè)備被多個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例共享，為虛擬機(jī)提供靈活的網(wǎng)絡(luò)互連能力。

運(yùn)行于通用X86平臺(tái)的軟件交換機(jī)可以動(dòng)態(tài)靈活地分配物理主機(jī)資源以滿足網(wǎng)絡(luò)虛擬化和數(shù)據(jù)中心中多租戶的按需靈活組網(wǎng)需求，因此在數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)中被認(rèn)為是最有前景的交換機(jī)解決方案之一。目前業(yè)界已有的諸如Open vSwitch、Pica8、ofsoftswitch、OpenFlow Reference等OpenFlow交換機(jī)均基于此方案實(shí)現(xiàn)。

1.5 白牌交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方案

白牌交換機(jī)的思想是解耦合硬件平臺(tái)和軟件操作系統(tǒng)，讓用戶自由選擇最佳軟硬件平臺(tái)。交換機(jī)中的硬件芯片僅完成最基本的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元設(shè)備的“去智能化”，而轉(zhuǎn)發(fā)策略則交給靈活、可移植的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(Network Operation System,NOS)完成。

這一思想可極大提高交換機(jī)的可配置性與可重構(gòu)性，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)部署的靈活性。用戶在一臺(tái)白牌交換機(jī)上可靈活地選擇NOS以應(yīng)對(duì)變化的市場(chǎng)需求，從而降低投資成本。這些特性使得白牌交換機(jī)在基于OpenFlow的SDN交換機(jī)中得到廣泛關(guān)注。

1.6 SDN交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方案對(duì)比

通過(guò)上述幾種主流的方案可以看出，不同方式實(shí)現(xiàn)的SDN交換機(jī)在性能、成本和靈活性上都各有優(yōu)劣。表1給出幾種基于OpenFlow的SDN交換機(jī)實(shí)方案的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比。

表1 SDN交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

轉(zhuǎn)發(fā)形式優(yōu)缺點(diǎn)基于專用集成電路ASIC性能極高,適合商用;開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),成本高,擴(kuò)展性差FPGA可擴(kuò)展性強(qiáng),靈活度高,復(fù)用性好;成本較高,本身處理能力有限基于多核網(wǎng)絡(luò)處理器并行/多處理器方式,網(wǎng)絡(luò)處理能力強(qiáng),微碼編程易于業(yè)務(wù)擴(kuò)展,靈活可編程;處理性能對(duì)硬件要求高,芯片復(fù)雜度高,研制周期長(zhǎng)軟件虛擬轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,功能易擴(kuò)展,網(wǎng)絡(luò)互連能力靈活,可實(shí)現(xiàn)資源共享;性能一般,過(guò)度依賴于寄宿平臺(tái)的CPU運(yùn)算功能白牌交換機(jī)解耦合硬件平臺(tái)和軟件操作系統(tǒng),成本低,開(kāi)發(fā)周期短,網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可移植;性能一般,難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的配置管理

2 SDN化星載交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)形式初探

2.1 SDN星載交換機(jī)系統(tǒng)功能

SDN技術(shù)強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的靈活性與可編程性，故SDN星載交換機(jī)[11]實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮交換模塊的可重構(gòu)性，以方便對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行靈活、動(dòng)態(tài)的調(diào)度。另外，星載交換機(jī)與地面網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)不同，時(shí)刻面臨著復(fù)雜的空間環(huán)境以及惡劣的高能粒子干擾，故在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮以下幾點(diǎn)：

① 實(shí)現(xiàn)交換機(jī)對(duì)外接口、交換體制的可編程性，以實(shí)現(xiàn)未來(lái)新型傳輸接口與交換體制的引入；

② 有容錯(cuò)模塊以保障系統(tǒng)的可靠性；

③ 選擇合適的元器件來(lái)應(yīng)對(duì)太空中的空間高能粒子輻射，以提高星載交換機(jī)的穩(wěn)定性；

④ 在保證一定交換性能的前提下盡可能減少功耗。

依據(jù)以上提出的幾點(diǎn)設(shè)計(jì)要求，并通過(guò)比較幾種SDN交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本文選取FPGA作為星載SDN交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)方案。

2.2 SDN星載交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)

SDN星載交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)星載交換機(jī)[12]相比，基本模塊的劃分是相似的。但在基于OpenFlow協(xié)議的SDN星載交換機(jī)[13]中，作為可編程的交換模塊，其設(shè)計(jì)必須遵循OpenFlow協(xié)議，以便流表的匹配與轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。

圖1給出SDN星載交換機(jī)的模塊實(shí)現(xiàn)框圖。

圖1 SDN星載交換機(jī)結(jié)構(gòu)

該平臺(tái)共分為5個(gè)模塊，模塊之間以總線或接口的形式進(jìn)行交互通信，各模塊功能如下：

① 主控模塊：完成地面控制器對(duì)交換機(jī)的遠(yuǎn)程管理和配置，也用于配置、查詢和管理系統(tǒng)各模塊，并提供OpenFlow協(xié)議規(guī)定的消息解析和響應(yīng)等控制處理；

② 交換模塊：從輸入端口接收數(shù)據(jù)，遵循OpenFlow協(xié)議完成包解析，根據(jù)流表匹配結(jié)果執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作，再?gòu)膶?duì)應(yīng)端口輸出；

③ 通信模塊：將衛(wèi)星上行鏈路信號(hào)通過(guò)接收處理，發(fā)送到交換模塊和主控模塊；將準(zhǔn)備發(fā)送輸出的報(bào)文轉(zhuǎn)換為特定的幀結(jié)構(gòu)，發(fā)送到下行鏈路；

④ 容錯(cuò)模塊：負(fù)責(zé)監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對(duì)出錯(cuò)的模塊進(jìn)行隔離或復(fù)位，并為主控模塊提供全局狀態(tài)信息；

⑤ 電源模塊：用來(lái)提供整個(gè)系統(tǒng)的能量，當(dāng)系統(tǒng)其他模塊發(fā)生功能性異常時(shí)，可以控制電源模塊對(duì)其進(jìn)行重啟操作。

2.3 星載交換機(jī)元器件選擇

主控模塊：目前應(yīng)用范圍較廣的處理器有ARM、X86、Power PC和MIPS，其中Power PC和ARM系列的CPU最符合低成本、低功耗的設(shè)計(jì)思想，故主控模塊的CPU可從二者中選取。

交換模塊：FPGA作為可編程器件已廣泛應(yīng)用于航天通信設(shè)備中，而基于FPGA實(shí)現(xiàn)的SDN交換機(jī)相較于其他方案在可編程和交換性能方面都有一定的優(yōu)勢(shì)，故星載交換機(jī)中交換模塊應(yīng)優(yōu)選FPGA芯片。

容錯(cuò)模塊：容錯(cuò)模塊是系統(tǒng)可靠性的保障中心，它自身的可靠性必須得到保證，應(yīng)該采用ASIC電路或者使用一次性可編程(One-Time Programmable,OTP)芯片。

2.4 星載交換機(jī)的OpenFlow協(xié)議擴(kuò)展

在SDSN[7]網(wǎng)絡(luò)中，作為具有星上交換能力的SDN星載交換機(jī)，不僅要支持IP交換、ATM交換、電路交換，而且還應(yīng)支持光纖交換和光波長(zhǎng)交換。但目前的OpenFlow協(xié)議僅支持以太網(wǎng)中的IP分組交換，并不支持其他粒度的交換，因此需要對(duì)OpenFlow協(xié)議中的多流表匹配機(jī)制進(jìn)行擴(kuò)展，以完成對(duì)ATM交換、電路交換、波長(zhǎng)交換等多種粒度交換的支持。

為了使地面控制器可以從SDN星載交換結(jié)點(diǎn)中收集衛(wèi)星運(yùn)行的狀態(tài)信息[8](如剩余緩存與鏈路帶寬、功率、有效載荷狀態(tài)以及端口監(jiān)測(cè)狀態(tài)等信息)，以便對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)靈活、動(dòng)態(tài)的調(diào)度，需要對(duì)OpenFlow消息進(jìn)行擴(kuò)展，以便對(duì)衛(wèi)星狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行收集。

3 結(jié)束語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源的靈活、動(dòng)態(tài)調(diào)度，在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中引入SDN技術(shù)已成為當(dāng)前的熱門研究課題。利用SDN集中控制的優(yōu)勢(shì)可以實(shí)時(shí)地收集衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)參數(shù)，動(dòng)態(tài)地對(duì)衛(wèi)星結(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的有效管控。本文總結(jié)地面網(wǎng)絡(luò)中幾種主流的SDN交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方案，綜合考慮太空中SDN衛(wèi)星結(jié)點(diǎn)需滿足的功能需求，對(duì)SDN星載交換設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行初探。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有的幾種主流SDN交換方案分析可知，采用FPGA實(shí)現(xiàn)的SDN交換機(jī)可滿足性能需求，具有較強(qiáng)的可編程性，是構(gòu)建靈活可重構(gòu)SDN星載交換機(jī)的優(yōu)選方案，并在此基礎(chǔ)上提出一種基于OpenFlow的SDN星載交換機(jī)實(shí)現(xiàn)方案。

[2] Ferrús R,Koumaras H,Sallent O,et al.SDN/NFV-enabled Satellite Communications Networks:Opportunities,Scenarios and Challenges[J].Physical Communication,2016,18:95-112.

[3] Shi L,Lu Z,Qin P,et al.OpenFlow based Spatial Information Network Architecture[C]∥2015 International Conference on Wireless Communications & Signal Processing (WCSP).Nanjing,China,IEEE,2015:1-5.

[4] Evans B,Onireti O,Spathopoulos T,et al.The Role of Satellites in 5G[C]∥23rd European Signal Processing Conference (EUSIPCO).Nice,France,IEEE,2015:2756-2760.

[5] Rossi T,Sanctis M,Cianca E,et al.Future Space-based Communications Infrastructures based on High Throughput Satellites and Software Defined Networking[C]∥2015 IEEE International Symposium on Systems Engineering (ISSE).Rome,Italy,IEEE,2015:332-337.

[6] Open Networking Foundation.OpenFlow Switch Specification Version 1.5.1(Protocol version 0x06)[OL].[2015.03].https:∥www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/openflow/openflow- switch-v1.5.1.pdf.

[7] Jammal M,Singh T,Shami A,et al.Software Defined Networking:State of the Art and Research Challenges[J].Computer Networks,2014,72(11):74-98.

[8] Tang Z,Zhao B,Yu W,et al.Software Defined Satellite Networks:Benefits and Challenges[C]∥2014 IEEE Computers,Communications and IT Applications Conference.Beijing,China,IEEE,2014:127-132.

[9] Bertaux L,Medjiah S,Berthou P,et al.Software Defined Networking and Virtualization for Broadband Satellite Networks[J].Communications Magazine.IEEE,2015,53(3):54-60.

[10] Naous J,Erickson D,Covington G A,et al.Implementing an OpenFlow Switch on the NetFPGA Platform[C]∥Proceedings of the 4th ACM/IEEE Symposium on Architectures for Networking and Communications Systems.California,USA,ACM,2008:1-9.

[11] Gopal R,Ravishankar C.Software Defined Satellite Networks[C]∥32nd AIAA International Communications Satellite Systems Conference (ICSSC).San Diego,CA,2014:4480.

[12] 袁建國(guó).星載交換設(shè)備可靠性關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2008.

[13] Taira S,Takahashi T,Kawamura K,et al.A Study on an Onboard Switch for Mobile Satellite Communications[C]∥AIAA International Communications Satellite Systems Conference and Exhibition,2013,114:61-65.

ImplementationSchemeofSDNSwitchandSDN-basedOnboardSwitching

CHEN Guo,XU Zhan-qi,YANG Fan,FENG Miao-miao

(State Key Laboratory of Integrated Service Networks,Xidian University,Xi’an ShaanXi 710071,China)

With the development of Internet technology and applications,new technologies and new services are emerging and networks are becoming ever more complex,and it has been more difficult for traditional satellite networks to meet the high throughput and flexible service requirements.To solve the problems in traditional satellite networks,the researchers from both academia and industry propose to introduce SDN technology into satellite networks to realize software defined satellite networks.The paper summarizes the implementation methods of existing SDN switches and analyzes the system function of SDN onboard switching model in satellite nodes.In addition,a scheme of SDN onboard switch based on OpenFlow protocol is proposed.

Software Defined Networks (SDN);OpenFlow switch;satellite networks,onboard switch

TN 927

A

1003-3114(2017)06-12-4

10.3969/j.issn.1003-3114.2017.06.03

陳果，徐展琦，楊帆，等.SDN交換機(jī)及其星載交換的實(shí)現(xiàn)方案初探[J].無(wú)線電通信技術(shù),2017,43(6):12-15.

[CHEN Guo,XU Zhanqi,YANG Fan,et al.Implementation Scheme of SDN Switch and SDN-based Onboard Switching[J].Radio Communications Technology,2017,43(6):12-15.]

2017-08-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61572391)

陳 果(1994―)，男，碩士研究生，主要研究方向：衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)。徐展琦(1962―)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：光網(wǎng)絡(luò)、寬帶衛(wèi)星、SDN/NFV。楊 帆(1973―)，男，博士，副教授，主要研究方向：光網(wǎng)絡(luò)與交換、數(shù)據(jù)中心。