6533b859fe1ef96bd12b7180

RESEARCH PRODUCT

Network Virtualization Based on Effective Packet Transformations

subject

description

Promocijas darbā ir piedāvātas divas oriģinālas tehnoloģijas, kas paaugstina datortīklu virtualizēšanas efektivitāti: ZERO tunelēšanas protokols, un Pakešu Transformāciju Valoda (Packet Transformation Language, PTL), kas ļauj kompaktā pierakstā formāli aprakstīt ZERO un citus tunelēšanas protokolus. Darbā ir piedāvāts Ethernet-pāri-IP tunelēšanas protokols, kas nodala visus Ethernet kadrus tunelēšanai NICE un UGLY kadros. UGLY kadri tiek tunelēti ar tradicionālām metodēm, kā UDP vai GRE enkapsulācija, kas būtiski palielina kopējo paketes garumu dēļ papildus galvenēm un fragmentēšanas, kas parasti nepieciešama, lai transportētu garus Ethernet kadrus pāri IP datortīklam, kam parasti maksimālais pārsūtāmās vienības lielums MTU=1500 baiti. Toties NICE Ethernet kadri tiek tunelēti, nepalielinot kopējo pakešu garumu, kā parastas IPv4 paketes, pateicoties netradicionālai “fragment offset” IP galvenes lauka lietošanai. Ir parādīts, ka tipiskai Internet plūsmai, ko transportē pāri Ethernet, piedāvātais ZERO tunelēšanas protokols 99.94% no Ethernet kadriem klasificē kā NICE un tādēļ tunelē Ethernet pāri IP praktiski bez pakešu palielinājuma un bez fragmentēšanas. Piedāvātā tunelēšanas metode aptver arī Ethernet kadrus, kas satur VLAN un MPLS birkas, kā arī IPv6 paketes – tās visas arī var tikt klasificētas kā NICE un transportētas praktiski bez pakešu palielinājuma pāri Internetam vai privātam IPv4 transporta tīklam. Nepieredzēta efektivitāte piedāvātajam tunelēšanas protokolam paver iespējas plašai 2. OSI līmeņa izplatībai pāri esošām 3. OSI līmeņa infrastruktūrām, tādējādi paverot lauku jaunām tīklu arhitektūrām, kas nepieciešamas mūsdienīgiem pielietojumiem, piemēram, “lietu Internets” (Internet of things) vai mākoņu (clouds) infrastruktūras. Reālās dzīves testi ar ZERO protokola realizāciju Linux kodola veidā parādīja jaunā protokola praktiskumu un arī atklāja jaunu novērojumu – arī reti sūtītās kanālu sinhronizācijas paketes tiek fragmentētas tikai 2-6% apmērā nepastāvīgu tīkla plūsmu, piemēram, Tīmekļa pārlūkošanas, gadījumos. Balstoties uz piedāvāto efektīvas tunelēšanas tehnoloģiju, šinī darbā ir piedāvātas arhitektūras divām sistēmām: nākamās paaudzes Zinātniskais mākonis, un reālā laika astronomisko datu straumju apstrādes sistēma. ZERO protokols ir piedāvāts kā efektīvs tunelēšanas risinājums federatīvu infrastruktūras mākoņu (IaaS) savienošanai. Atslēgas vārdi: datoru tīkli, Internets, tunelēšana, Ethernet, straumes apstrāde, mākoņdatošana.