支持多个网络功能共存的虚拟化可编程数据平面

作     者：李子勇 胡宇翔 田乐 裴金川 

作者机构：解放军战略支援部队信息工程大学 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFB1806402) 嵩山实验室课题(221100210900-02) JCKY2018210B022 

主　　题：可编程数据平面 网络虚拟化 并行流水线 网络功能 

摘      要：网络虚拟化允许多个虚拟网络在同一物理基础设施上共存，有利于未来网络技术的增量部署。然而，当前可编程数据平面提供独占的数据平面抽象难以同时支持多个网络功能，本文提出一种支持并行流水线的虚拟化可编程数据平面结构(Virtualized P4-based Programmable Data Plane architecture with Parallel Pipeline,VirtP6)，允许在单个物理设备上运行多个相互隔离的网络功能。VirtP6改变了可编程数据平面的单一流水线结构，引入并行的多个数据包处理流水线，实现了可编程数据平面的虚拟化，并保证了不同虚拟网络功能之间的资源隔离、流量隔离和访问隔离。最后，针对VirtP6的虚拟化开销、隔离性、可扩展性、网络适用性能进行实验评估。实验结果显示，与HyperP4相比，VirtP6大大降低了虚拟化开销，将延迟减少了68%，吞吐量提高了75%，具有良好的隔离性和扩展性。