R 二 . :二.t ……一 继承现有网络技术中的优秀成果,利用现有网络基 器网络更好地连接虚拟和真实世界。 (3)控制并管理其它重要网络基础设施。 (4)具备可操作性和易用性。 (5)支持新型服务及应用。 础设施,以现有软件及相关技术为平台进行GENI 研究。这样,在降低项目投入的同时,也实现了同传 统网络的平滑过渡。 (9)GENI要有强大的隔离性,从而保证某些切 4 GENl设计 4.1 GENI设计原则嘲 片出现故障时,不对其他切片产生影响。在网络管理 方面,要求所有网络平台具有报错功能,能利用顶层 协议描述和配置所有网络区域。当网络故障时,能提 供诊断、反馈问题和报告错误的工具。 (10)GENI在广泛部署的前提下,能够利用一定 手段对GENI相关性能参数进行测量,并对其进行 量化研究。 GENI项目是一个规模庞大、结构复杂、需求多 变的工程。项目实施和完成,必须有一个好的设计原 则作支撑。好的设计原则为满足未来互联网对安全、 QoS等方面需求,提高GENI设计寿命提供重要保 障。为保证GENI对控制性试验和长期配置研究的 (11)从用户角度来说,GENI在提供易用性的同 也要保障资源不被攻击或窃取。 顺利进行以及满足大面积分布式计算的需求,GENI 时,此外,在实际运行中,要充分考虑用户需求和用 必须满足如下条件: (1)项目设计要有优秀的系统体系结构。项目建 设要有选择性。 (2)项目所有设计必须是开放的。 4.2 GENI系统设计 户反馈。 (3)能通过虚拟化或分割(时分或空分)技术将 GENI资源分解成不同功能、相对独立的切片 (slice)。切片是指特定实验的资源子集。为保证不同 GENI设施的本质是能够快速、有效地嵌入到一 个大规模试验网络中,与其他设施和现有互联网相 连提供网络运行环境,并且研究者可以通过严格观 研究方向的研究团体能够共享GENI资源,需将 察、测量,记录下试验结果。实现这些功能需要 GENI资源划分为不同功能的资源子集,从而保证 GENI设施跨越各种现存和未来技术、网络架构、地 研究团体能够顺利开展工作。 (4)通用性是系统能够广泛应用的基础,同时系 统也要有较强的安全性和健壮性。 理延伸和应用领域。 整个GENI的体系结构 可分为三层。自上而下 分别是:用户服务层、用户管理核心(GMC)层和物 理层。GMC层通过设计可靠、可预测、安全的体系结 构,利用抽象、接口、命名空间同GENI体系结构绑 定起来。考虑到物理层和用户服务层具有动态变化 (5)GENI要有可访问性,能为用户提供同 GENI连通的物理连接,也能为用户的加入提供多 种连接机制。允许试验持续进行,也支持GENI同传 统网络的连接。 性,为快速、高效同其连接,GMC定义了一套瘦小机 (6)为满足当今和将来用户需求,GENI需在无 线技术、光技术、计算技术等方面取得发展和突破, 并利用这些新技术探索新的应用和系统,给用户带 来更方便、快捷的服务。 制,使其既能支持和适应物理层和用户服务层的发 展,同时也能独立发展,以适应GENI整体发展需 求。物理层通过提供物理链路,使用物理设备(如路 由器、处理器、链路、无线设备等)实现网络内部节点 之间的互联互通。用户服务层则通过提供服务访问 (7)GENI提供的功能必须同现实中的事务或功 能相吻合。 (8)GENI具有多样性和扩展性,能对未知网络 接口,实现用户对GENI的访问。同时用户服务层具 有可扩展性,能让服务在其生命周期内不断发展。 和网络新技术提供足够支持。同时也要有继承性。要 通过分析当今Internet体系结构,GENI体系结 MS1_r February.2008 维普资讯 http://www.cqvip.com
…………………一M N0 y0F耻c0MMUNIcAT10Ns 构就如同沙漏模型(如图l所示)。GMC对应IP层 层相连,为上层用户提供服务。GMC屏蔽了底层实 以及它的编址路由和服务模式,同GENI沙漏的腰 现细节,为服务层提供相关信息。抽象是GMC层的 部对应。高层的用户服务层同那些附加的用于将 关键,为屏蔽物理层细节提供了有效手段。GMC层 Internet系统完整化的功能(如:www、SKYPE等) 抽象分为组件、切片和聚合三种。组件是GENI的主 相对应。GENI底层对应着组成物理网络的计算设 要模块,包括物理资源、逻辑资源和同步资源。GMC 备和网络设备的集合。 通过组件管理器,采用一定的组件协议将资源分配 给用户。切片即相关GENI组件的微片(sliver)。 GENI通过运行切片来实现用户需求。切片有效地 保护GENI资源共享,保证了研究团体工作的顺利 开展,有效降低了开发和运营成本。聚合是为实现某 些组件和切片不能实现的特殊关系而出现的。对 图1 GENI三层体系结构 GENI来说,其是一个有效的补充。 4.2-3用户服务层 4.2.1物理层 用户服务层集中式地将模块组织起来,同物理 物理层是通过一定技术将一系列可扩展的组件 设备合并从而形成一个能够支持研究的单一分布设 组合起来以满足用户社区的需求。图2描述的是不 施,以满足不同用户群体的需求。 同组件连接而成的物理层。由图可知,物理层由可编 在物理层提供具体物理链路和GMC协调下, 程边界簇、可编程核心节点、可编程边界节点、客户 用户服务层主要完成的功能有: 端、全局光纤、微电路、多重网络交换节点、基于 允许拥有者为所控制的底层设备申请资源分配 802.11的城市无线子网、基于3G/WiMAX的无线子 和使用策略,并提供确保这些策略实施的保障机制。 网和自适应无线子网构成。 允许管理员对GENI底层进行管理。 尽管这些组件不能单独运行,但GENI通过这 允许研究人员创造和装配实验、分配资源并运 些组件的组合构成虚拟网络,为研究者提供所需的 行实验专用软件。 试验条件。 能将关于GENI底层的信息暴露给开发者。 4.2.2 GMC层 总之,GENI三层体系结构是一个有机整体,缺 GMC通过一系列抽象、接口和命名空间同物理 一不可。只有三层的有机组合和相互协作, 才能实现GENI的完整功能。 5 GENl面临的挑战 GENI项目是全新的。项目开发前景诱 人,但同样也面临着各种各样的风险。由于 GENI项目是一个“搭积木”的过程,项目是 通过对子系统的不断整合、集成而成的。因 此,项目的异构性、复杂性和开放性必然对 GENI项目开发带来影响。 总体上来说,GENI受到技术、进程和 图2物理层结构 社区三方面挑战。 (下转第57页) 现代电信科技2008军2月第2期 47 维普资讯 http://www.cqvip.com …………………1 。 8 6 4 叫 2 O 。 M N0L0GY0fTELEc0MM UN IcAT10Ns 1l_70UEs l l l・-・100UEs f " ̄"80UEs ‘60UEs l 9ouEs(上接第47贞) _≯ 譬 j,::- " gOa*/ I. . .技术风险主要源于复杂的软件集约设计。开发 者希望通过集约设计,使系统关键部件满足当前系 统需求,为整个系统结构提供足够的模块并隔离个 人系统独立开发和配置的功能。 。 . I / ‘’ GENI的进程风险是多样的。主要包括开发资源 h・mnll||H 一不足、软件开发策略不可信、在GENI复杂环境中软 一2O 一1O O 1O 2O 5O—40 —3O 件配置失败、GENI设计者错误的传递域设计、契约 无法构建和支持一定的原型输入等。 GENI社区风险主要包括GENI项目无法满足用 户社区的需求、项目无法公平地对社区开放以便社区 实现相应的目标、不成功的开发导致怀疑的增加和社 UE功率 图6 UE的功率分布 度算法将有望比NodeB调度算法获得更多的增 益。 区支持度的流失、项目无法同社区进行沟通等。 技术风险、进程风险与社区风险显示出如何寻 求三者之间的平衡是至关重要的。如何识别和发现 这些平衡是管理GENI风险的基础。 总之,如何在技术飞速发展的今天开发出性能 优越,能满足用户需求的GENI是一个艰巨的任务。 5结语 通过对半解析方法预测和系统标准仿真的研 究,已对VolP中引入HSUPA的系统性能作了介 绍。半解析方法的分析结果表明,与Re1.99标准 中DCH下的12.2 kbit/s相比,增益相当明显。而 6总结与展望 GENI的提出,满足了当今网络业务可靠性、安 全性和可管理性等方面需求,是一种全新的网络架 构。文章通过对现有网络的研究,指出了当今 Internet的不足和NGI设计目标,最后提出GENI,并 且预测结果与系统标准仿真结果大体达成一致。 另一方面,如结果所示,采用非调度算法的HSU— PA中VolP的上行链路容量有赖于时延预算及可 用的UE功率。HARQ和软切换技术有益于降低 所需UE功率,从而提高容量。为了实现HSUPA 中VolP容量的最优化,可以考虑在HARQ最大 重传值和时延预算间取一个折中。 圈 对GENI相关技术进行介绍。虽然GENI项目现在还 处于规划阶段,。GENI试验环境的定义将在未来几 收稿日期:2008一叭一04 年内,甚至在构建以后都处于不断改进中,但其提出 受到了越来越多人的重视,GENI产业化进程将日益 参考文献 1朱红梅.HSUPA引爆移动VolP.每周电脑报,2006年,36期 2郑肠,黄佩伟.HSUPA基于NodeB的快速调度解析.电信快 报,2006年,07期 3 ITU—TRcommendationG.114.Onewaytransmissiontime 4 3GPP TS 25.309,FDD Enhanced Uplink;Overall description;Stage 2 加速,并必将引起计算机网络的一次革命。 晌 收稿日期:2008一叭一02 参考文献 l Jian-Ping Wu,Ke Xu.Research on next generation Internet rehitaeeture. JOURNAL OF COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY.2006 f211: 723~731 5 H.Holma,A.Toskala(Editom).WCDMA for UMTS—Radio Acess orf Third Generation Mobile C0mmunicati0nsJ0hn Wiley and Sons,Third Edition,2004 2雷震洲.GENI的启示.电信工程技术与标准化,2006(7):1~4 3 Aaron Falk.GENI System Requirements Document(SRD).GENI Design Doeument.2007 4 Peterson.John Wroclawski(Eds).Overview of the GENI Arehitee— 6 3GPPTS 25.214.Physicallayerprocedures(FDD) ture.GENI Desin Documentg O6—1 1.2006 现代电信科技2008年2月第2期 57
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