通信工程師考試培訓主動網絡實現方式

互聯網技術責任編輯：sword_chen 2013-10-31

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摘要：通信工程師考試培訓主動網絡實現方式：這里，主動程序將分別插入可編程的主動節點,與實際的數據包相分離,并可以在網絡中傳輸。用戶可以將程序發送至網絡節點（交換機、路由器），在節點中被存儲,然后當數據抵達節點時執行程序，對數據進行處理。

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2.2.3 主動網絡實現方式
主動網絡的實現可分為離散型和集成型。
離散型是將主動程序的處理與數據代碼的分發作為兩種獨立的機制。這里，主動程序將分別插入可編程的主動節點,與實際的數據包相分離,并可以在網絡中傳輸。用戶可以將程序發送至網絡節點（交換機、路由器），在節點中被存儲,然后當數據抵達節點時執行程序，對數據進行處理。數據中包含引導節點如何處理或處理哪些程序的信息。這種基于可編程交換節點(Programmable Switch)的離散方案，如Switch Ware體系結構，適合于面向連接的網絡。
集成型是將一段程序與數據組成一個封裝體,然后發送到網絡?當這典包到達主動節點時，主動節點將解釋這些程序，然后處理包內的數據。這種基于封裝（Capsule)的集成方案.如Active Ware體系結構，主要應用于面向無連接的網絡。
當然，也有將這兩種實現方式相結合的方法，目前已被賓夕法尼亞大學開發的主動網絡編程語言（Programming Languagefor Active Network，PLAN)采用。
主動網絡的實現建立在對主動網絡體系結構框架和主動網絡使能技術的研究基礎上，目前已有數所大學研究并實現了不同的主動網絡體系結構，并開發出了能夠成功運行主動應用程序的NodeOS和EE。還有些大學利用已開發出的主動網絡基礎結構來測試并實現了新的主動程序。
1）ANTS與PAN
ANTS(ActiveNodeTransportSystem)工具包是由麻省理工大學在封裝（Capsule)模型的基礎上開發出來的主動網絡T.具。每個封裝包含一個以宇節編碼的Java程序和用戶數據凈荷。ANTS的網絡應用程序接口包含一個擴充了ANTS類的Java虛擬機，執行對封裝進行譯碼和解釋的功能。
首先,包識別出它們的類型和協議，當包抵達節點時，它檢查自己的緩存，觀察所需的代碼是否出現。如果沒有出現，則要求上一個節點為當前節點發送代碼。當上一個節點收到它可以響應的負載請求時，它將馬上發送。當前的節點收到負載請求時?它將這些負載加載到自己的緩存中，然后對等待的包執行所需的操作。這是一種有效的具有魯棒性的機制，從而使節點能充分利用主動網絡的優點。
最近，麻省理工大學又開發出了PAN(PracticalActiveNetwork〉主動網絡系統，用于實現可實際使用的基于封裝的主動網絡。PAN的體系結構與ANTS非常類似，但它的性能更適于實際的應用。PAN的體系結構可以支持多種移動代碼系統。用主動節點內核執行本地代碼轉發封裝的試驗表明，其發送1500字節的數據包時的速度可以使100Mbit/s的快速以太網達到飽和，而只比傳統網絡節點處理每個數據包的時間多出13%,SwitchWare項目賓夕法尼亞大學開發的SwitchWare項目是另一個主動網絡的實現原型，它向用戶提供了兩層編程接口。下面一層是主動分組層，主動分組與ANTS中的封裝囊相類似，它們攜帶著少ft程序代碼用以激活由上一層，即主動擴展機制層所支持的駐留節點的服務例程。主動擴展機制層常駐節點內部，是由系統管理員或授權用戶安裝的。主動分組層是用PLAN和Calm語言開發的，而主動擴展機制層是由Calm語言開發。Calm程序能夠被動態載人(按照需要從網絡上或從本地磁盤安裝）到SwitchWare主動節點。
2）PLANET
PLAN語言是賓夕法尼亞大學開發的第一種主動分組語言，而后該大學又開發出了SNAP(SafeandNimbleActivePackets)，這種語言被設計用來提高PLAN的靈活性、高效性及安全性。研究者旨在找到保護節點的整體性，并對節點提供保護及安全的資源控制的方法，以期建立第一個實際投人使用的主動分組系統。
該大學的主動網絡試驗床叫做PLANet,是一種以主動網絡為基礎的“主動互聯網”。它以100Mbit/s以太網為鏈路層，也可以用IP作為鏈路層。PLANET的早期開發使用PLAN語言，有相當大的延遲。智能包或網絡基礎結構中的額外代碼，和因此而帶來的計算開銷的增長造成了網絡性能的下降。與PLAN相比，SNAP則展示了其性能的優越性，在ping的延遲和吞吐量測設中與IP網絡相當。
　　3）Bowman和CANE
喬治亞大學研究開發出了Odyssey軟件包，由Bowman主動網絡操作系統和CANE執行環境兩部分組成。Bowman建立在一個標準的傳統操作系統基礎上，作為實現CANE執行環境的平臺。以插槽處理模型為基礎的CANE執行環境包括兩部分：一部分是固定的承栽程序，它是一個運行時可重定位的模塊，由主動節點管理器負責裝載。承載程序為包提供處理平臺，可以看做是一個全局操作的模板；另一部分是可變的嵌人程序，嵌人程序支持用戶主動代碼的定制。承載程序中供嵌人程序運行的特定點叫做插槽（Slot),用戶將定制程序與這些插槽相連接。
4）其他
除此之外，還有一些機構也參與了主動網絡的研究。例如哥倫比亞大學研究開發了NetScript.NetScript語言提供了一種處理分組流的腳本語言，NetScript代理能夠較容易地被發送到遠端系統，比如路由器和交換機.使這些節點可編程。
另外還有BBN技術組的智能包(SmartPacket),能夠利用主動網絡技術以助于網絡的管理問題。
在大多數情況下，主動網絡的實現采用離散型實現機制，如ANTS和PAN。離散型機制的性能要優于集成型機制，因為在網絡中傳輸的控制信息達到了最小化。PAN實現模型從本質上講是ANTS實現模型的內核，它使用了本地代碼,有較高的性能，但在資源管理和安全上卻比較薄弱。可以這樣說,要在主動網絡上同時具有較高的性能、安全性和互操作性，關鍵在于要有一種短小的、可嵌人的、高性能的移動代碼系統。