软件定义多命名空间可编程未来网络演进框架研究

In recent years, Future Network Architecture is a hot topic in the field of computer network. Although new proposed schemes and protocols tackled part of problems in existing networked systems, from different perspectives. But some new problems are introduced. For instance, the compatibility and interoperability among different networks is a tough problem. On the other hand, some increasing business scenarios such as AI, Edge Computing call for better capacities on definability and programability. Thus, we indeed need a long-term-evolution generic framework for Future Network, with higher level of programability, which supporting the definition and deployment for different network schemes and protocols with the coexistence and interoperability...In this study, we propose a novel Generic Multiple Namespace Resolution Framework, which use the Namespace and Policy as the atomic facts. Besides, we introduce the the capacity of software-definability and Turing Complete programability. Our proposed framework will support the the definition and deployment for different networked systems with the capacity of coexistence and interoperability. The user is allowed to develop applications in network layer by high-level programming languages and agilely access the computing power from the network.

未来网络是近年来计算机网络领域的热点话题，尽管不断涌现的新方案、新协议从不同角度解决了现有网络的部分问题，但也引入了诸如问题。其中，繁杂的网络方案、协议之间的兼容、互通是棘手的难题。同时，人工智能、边缘计算等新兴业务对网络的可定义性和可编程性提出了更高的要求。我们迫切的需要一种能够有效支持各类网络方案、协议的通用框架，并实现不同方案、协议之间的共存和互通，同时提供更高级别的可定义与可编程能力，以支撑新型网络方案、协议的实现与部署，形成未来网络长期演进的通用框架和使能器。在本项研究中，我们拟使用“命名空间+解析规则”的作为定义网络方案、协议的基本元素，设计出一套新型的支持多命名空间的通用网络名字解析框架，并在该框架的基础上加入软件定义能力及图灵完备的可编程能力，从而支持多种网络方案、协议的部署并实现共存、互通，允许用户使用高级语言开发网络层应用并更加敏捷的从网络中直接获得计算能力。

人工智能、边缘计算等新兴业务对网络的可定义性和可编程性提出了更高的要求。我们迫切的需要一种能够有效支持各类网络方案、协议的通用框架，并实现不同方案、协议之间的共存和互通，同时提供更高级别的可定义与可编程能力，以支撑新型网络方案、协议的实现与部署，形成未来网络长期演进的通用框架和使能器。在本项研究中，我们使用“命名空间+解析规则”的作为定义网络方案、协议的基本元素，设计出一套新型的支持多命名空间的通用网络名字解析框架，并在该框架的基础上加入软件定义能力及图灵完备的可编程能力，从而支持多种网络方案、协议的部署并实现共存、互通，允许用户使用高级语言开发网络层应用并更加敏捷的从网络中直接获得计算能力。在本项目中，我们完成新型的支持多命名空间的通用网络名字解析框架的设计与实现。通过实验，新方案表现出了良好的网络性能并且带来了更好的可编程性与灵活性。我们将新型的支持多命名空间的通用网络名字解析框架在智慧物流场景成功开展了示范应用并获得了良好经济效益。