基于形式化方法的多域软件定义网络测试研究

Software Defined Networking (SDN) is a hot topic in research. Recently, the deployment of multi-domain SDN have attracted attentions from both academia and industry. Some experimental multi-domain SDN networks has been deployed in different countries. The new features of SDN promise to ease the development and deployment of network functions. Unfortunately, these new features also bring new challenges to testing. Testing of multi-domain SDN for reliability has become an important science problem. Many researchers have studied on testing of SDN and made enormous strides. Recently, the deployment of multi-domain SDN have attracted attentions from both academia and industry. But existing works of SDN testing only deal with single-domain SDN and cannot be applied on multi-domain SDN directly. In this project, we research on testing of multi-domain software-defined networking based on formal method, which is very significant both in theory and practice. This project aims to (1) establish a general framework for testing of multi-domain SDN; (2) study on formal modeling of multi-domain SDN; (3) study on test generation methods of multi-domain SDN; (4) study test observation and control for multi-domain SDN. The expected outcomes of this project will set up theoretical guidance and technical foundation for testing of multi-domain SDN networks.

软件定义网络（SDN）是近年来的研究热点。目前学术界和工业界已开始尝试在广域网中部署多域SDN网络，并且已在不同国家形成若干实验网络。SDN的新特性简化了网络功能开发和部署，同时也给测试工作带来了新的挑战，测试多域SDN已提高可靠性成为了重要的科学问题。已有很多学者针对SDN的测试方法进行研究，并取得了很多成果。然而已有的SDN测试研究都是针对单一域的SDN网络开展的，不能直接应用于多域SDN网络的测试。本项目围绕基于形式化方法的多域软件定义网络测试进行研究，具有重要的研究意义与使用价值。本项目的主要研究内容包括：（1）多域SDN网络测试框架研究；(2)多域SDN网络的形式化建模方法研究（3）多域SDN网络的测试生成方法研究；（4）多域SDN网络的测试观察与控制方法研究。本项目的预期研究成果将为多域SDN网络的测试提供理论指导和技术支撑。

软件定义网络（SDN）是近年来的研究热点。目前学术界和工业界已开始尝试在广域网中部署多域SDN网络，并且已在不同国家形成若干实验网络。SDN的新特性简化了网络功能开发和部署，同时也给测试工作带来了新的挑战，测试多域SDN已提高可靠性成为了重要的科学问题。已有很多学者针对SDN的测试方法进行研究，并取得了很多成果。然而已有的SDN测试研究都是针对单一域的SDN网络开展的，不能直接应用于多域SDN网络的测试。本项目围绕基于形式化方法的多域软件定义网络测试进行研究，具有重要的研究意义与使用价值。本项目的主要研究内容和研究成果包括：第一，研究了多域SDN网络测试框架，提出了面向开发中软件定义网络应用的安全属性测试框架。第二，研究了多域SDN网络的形式化建模方法和测试生成方法，包括（1）提出了软件定义网络多应用冲突自动检测方法；（2）提出了网络配置更新的可达性验证框架及验证方法；（3）提出了混合多域软件定义网络转发策略验证方法。第三，研究了多域SDN网络的测试观察与控制方法，包括（1）设计并建设了层次化跨区域SDN验证示范系统；（2）提出了基于REST API的多域软件定义网络测试控制方法；（3）提出了多域软件定义网络拓扑性能评估与测试方法。第四，研究了工业互联网中的安全检测与测试方法。第五，研究了新型互联网的路由算法优化。第六，进行了人工智能数据分析的研究探索。项目执行期间共发表论文22篇，其中SCI/EI检索21篇，申请国家发明专利2项，获批软件著作权2项。