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基于领域专用软硬件协同的多模态网络环境构造技术

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通信学报 2022年第4期43卷 3-13页

作者：胡宇翔崔子熙李子勇董永吉崔鹏帅邬江兴信息工程大学信息技术研究所河南郑州450001

信息网络与经济社会深度融合发展带来了网络模态共生共存、动态并发、演进变革融合态势。首先,从基于多模态网络环境的垂直行业应用需求出发,提出了一种基于领域专用软硬件协同的多模态网元设计方案,讨论了多模态网络环境构造关键技术;... 详细信息

信息网络与经济社会深度融合发展带来了网络模态共生共存、动态并发、演进变革融合态势。首先,从基于多模态网络环境的垂直行业应用需求出发,提出了一种基于领域专用软硬件协同的多模态网元设计方案,讨论了多模态网络环境构造关键技术;然后,针对多样化网络模态对网元内异构资源竞争的问题,提出了一种存算转一体的异构软硬件资源分配方法,根据模态业务量动态调整资源分配和置换策略,实现异构资源的高效利用。实验结果表明,所提方案可为构建技术体系与支撑环境分离的多模态网络提供基础平台支撑。

关键词：多模态网络环境多模态网元领域专用软硬件协同

基于P4的SDN控制-数据平面流规则一致性校验

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计算机应用研究 2022年第8期39卷 2479-2483,2489页

作者：夏计强崔鹏帅李子勇兰巨龙中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息技术研究所郑州450000

针对SDN数据平面的软/硬件故障、错误配置等导致的控制平面和数据平面流规则不一致的问题,提出了基于P4的控制-数据平面流规则一致性校验机制(P4-based consistency verification mechanism for SDN control-data plane,P4CV)。P4CV首... 详细信息

针对SDN数据平面的软/硬件故障、错误配置等导致的控制平面和数据平面流规则不一致的问题,提出了基于P4的控制-数据平面流规则一致性校验机制(P4-based consistency verification mechanism for SDN control-data plane,P4CV)。P4CV首先向数据平面发送特定结构的探针,然后各P4交换机将数据平面实际流规则执行信息嵌入到探针,最后P4CV采用基于符号执行的一致性校验算法,完成对控制平面流规则配置和数据平面遥测信息的一致性校验。仿真结果表明,P4CV的单路径校验时长不受网络拓扑结构影响,仅与路径上交换节点数量线性相关。在同等网络规模和流规则配置的多路径转发场景中,P4CV在仅产生约0.06‰带宽开销的同时,比现有方案平均减少了约42%的校验时长。

关键词：软件定义网络 P4 一致性带内网络遥测

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存转算一体的多模态网络共性平台技术研究

中兴通讯技术 2022年第1期28卷 16-20,74页

作者：董永吉胡宇翔崔鹏帅解放军战略支援部队信息工程大学郑州450002

面向多模态网络需求,提出了一种存转算一体化的数据平面共性网络平台,并介绍了该平台的框架组成及关键技术。通过软硬件协同、异构融合的设计优势,该平台充分发挥了数据平面的灵活性与可扩展性,支持多样化业务可定义的转发和处理,满足... 详细信息

面向多模态网络需求,提出了一种存转算一体化的数据平面共性网络平台,并介绍了该平台的框架组成及关键技术。通过软硬件协同、异构融合的设计优势,该平台充分发挥了数据平面的灵活性与可扩展性,支持多样化业务可定义的转发和处理,满足多模态网络发展中存储、转发与计算融合的需求。

关键词：多模态网络可编程数据平面异构融合

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面向垂直行业定制的多模态网络编程技术

信息通信技术 2024年第4期18卷 51-56页

作者：胡宇翔崔子熙田乐崔鹏帅季新生战略支援部队信息工程大学郑州450001

多模态网络(Polymorphic Network,PINet)支持多种用户服务在统一的物理环境中共存,实现用户定制的多样化网络协议和能力等。文章以增量式、全维度、一体化和高安全的网络编程为目标,提出一种多模态网络的编程系统方案和运行逻辑,探讨关... 详细信息

多模态网络(Polymorphic Network,PINet)支持多种用户服务在统一的物理环境中共存,实现用户定制的多样化网络协议和能力等。文章以增量式、全维度、一体化和高安全的网络编程为目标,提出一种多模态网络的编程系统方案和运行逻辑,探讨关键技术包括网络模态生成、安全功能验证和流水线柔性编译等,为各种网络模态的灵活、快速部署提供一种可行的方案。

关键词：编程模型多模态网络可编程数据平面增量式编程网络模态

面向多模态网络环境的网络模态增量式部署机制研究

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电信科学 2023年第6期39卷 33-43页

作者：李炯胡宇翔崔鹏帅田乐董永吉中国人民解放军战略支援部队信息工程大学河南郑州450002 国家数字交换系统工程技术研究中心河南郑州450002

多模态网络支持各种用网需求以网络模态的形式在统一物理与逻辑基础设施上共存、演进与变革发展,可最大限度释放新型应用驱动的网络技术体制创新活力。模态的演进与变革发展要求实现模态的增量式部署,从而满足多用户部署过程中的便捷性... 详细信息

多模态网络支持各种用网需求以网络模态的形式在统一物理与逻辑基础设施上共存、演进与变革发展,可最大限度释放新型应用驱动的网络技术体制创新活力。模态的演进与变革发展要求实现模态的增量式部署,从而满足多用户部署过程中的便捷性、隐私保护等需求。然而,当前网络功能的部署仍采用全部替换的部署方式,导致新模态部署复杂度高,不同用户间处理逻辑相互暴露。针对以上问题,提出了面向多模态网络环境的网络模态增量式部署机制。首先,设计了网络模态增量式部署机制;然后,基于该机制将模态的增量式部署抽象为图合并问题,并设计了基于邻接表的合并解析图算法。仿真结果表明,所提机制可实现网络模态的快速正确合并,从而支撑模态增量式部署,极大降低新型网络体制的应用部署与服务提供门槛。

关键词：多模态网络模态增量式部署邻接表合并

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基于P4的转发与加密一体化技术

信息工程大学学报 2023年第6期24卷 734-740页

作者：刘泽英胡宇翔崔鹏帅董永吉王钰信息工程大学河南郑州450001

针对当前互联网中加密传输机制普遍存在协议相关性,无法同时满足多种私有协议跨互联网安全传输需求的问题,提出了一种基于可编程协议无关报文处理(Programming Protocol-Independent Packet Processors,P4)的加密与转发一体化技术与系... 详细信息

针对当前互联网中加密传输机制普遍存在协议相关性,无法同时满足多种私有协议跨互联网安全传输需求的问题,提出了一种基于可编程协议无关报文处理(Programming Protocol-Independent Packet Processors,P4)的加密与转发一体化技术与系统模型。首先,基于可编程数据平面,设计了一种数据包缓存方法,实现了不同网络协议数据包的解析和包头存储。其次,提出了基于国密算法的加密传输机制,并在数据平面中实现了加密与转发的一体化设计。最后,在可编程交换设备上实现该系统模型,同时将加解密操作卸载到专用加密卡上,进一步弥补了软交换的性能缺陷。实验证明,该系统实现了多协议的加密和转发,通过硬件加速,系统性能得到了显著优化。

关键词： P4 可编程数据平面加密传输协议无关

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基于多智能体强化学习的域间多链路路由优化

信息工程大学学报 2022年第6期23卷 641-647页

作者：陈博孙鹏浩兰巨龙王雨薇崔鹏帅申涓信息工程大学信息技术研究所河南郑州450001 中国科学院声学研究所北京100089

现代信息网络的规模不断扩大,对互联网跨域数据通信的带宽和路由灵活性提出更高的要求。现有域间路由协议如边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP)无法基于网络性能做出智能路由决策,容易导致网络拥塞,降低网络传输性能。提出可... 详细信息

现代信息网络的规模不断扩大,对互联网跨域数据通信的带宽和路由灵活性提出更高的要求。现有域间路由协议如边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP)无法基于网络性能做出智能路由决策,容易导致网络拥塞,降低网络传输性能。提出可扩展的基于多智能体强化学习的域间多链路路由优化机制,通过实时感知域间多条链路上的流量分布状态,动态调整域间链路路由选择,从而最大化经过每个自治系统的网络流量,提高网络整体的吞吐量。实验结果表明,相比随机算法和SPF算法,所提算法最多可分别提高26.1%和16.4%的网络吞吐量,且能实现域间多链路间的流量均衡。

关键词：多智能体深度强化学习域间路由软件定义网络人工智能

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多模态网络环境研究进展

中国基础科学 2024年第3期26卷 1-8,F0002页

作者：胡宇翔崔鹏帅田乐董永吉张汝云邹涛邬江兴中国人民解放军战略支援部队信息工程大学郑州450002 之江实验室智能网络研究院杭州311121

互联网与国民经济社会各领域深度融合已成为重要发展趋势。梳理现有网络发展范式面临的困境,以多元化的网络技术体系适配需求各异的垂直行业应用为出发点,提出技术体系与网络环境分离的多模态网络环境发展范式,设计多模态网络环境总体... 详细信息

互联网与国民经济社会各领域深度融合已成为重要发展趋势。梳理现有网络发展范式面临的困境,以多元化的网络技术体系适配需求各异的垂直行业应用为出发点,提出技术体系与网络环境分离的多模态网络环境发展范式,设计多模态网络环境总体方案和运行逻辑,探讨多模态网络环境的关键技术,包括网络模态处理、多模态寻址路由、网络模态动态生成和内生安全构造等,介绍多模态网络环境原型系统的实践进展,为我国自主建立网络发展新范式提供一种可行的方案。

关键词：网络发展范式网络模态多模态网络环境技术体系与网络环境分离

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面向可编程数据平面的网络程序合并优化方案

信息工程大学学报 2024年第6期25卷 682-688页

作者：李炯胡宇翔崔鹏帅田乐董永吉信息工程大学河南郑州450001

目前网络程序合并生成的程序存在较长的流水线结构且单个流水线阶段内对资源的利用不充分,可能造成网络程序合并后无法完成部署,降低数据平面资源利用率。针对上述问题,提出面向程序合并过程的编译优化方案,该方案包含关键节点标记、关... 详细信息

目前网络程序合并生成的程序存在较长的流水线结构且单个流水线阶段内对资源的利用不充分,可能造成网络程序合并后无法完成部署,降低数据平面资源利用率。针对上述问题,提出面向程序合并过程的编译优化方案,该方案包含关键节点标记、关键节点的转换、最优结果筛选3部分,分别完成表依赖图中关键节点的寻找、关键节点前后依赖节点的转化、基于流水线长度和流水线宽度筛选最优程序,最后完成多个P4程序的合并和资源优化过程。实验结果表明,基于所提方法,在网络程序合并过程中可缩短程序流水线长度,并提高单个流水线内的资源利用率。相比传统网络程序合并过程,合并后的程序对内存的占用大约节约10%。

关键词：可编程数据平面增量式部署合并网络程序