基于主动技术的网络的研究

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1、万方数据2001年12月北京邮电太学学报Dec．2。o】』塑垒墼丝—』!竺型型竺兰!竺竺!竺!型三丝!竺竺!竺!!!些!!些!：!文章编号：10075321(2001)040077—05基于主动技术的网络的研究彭程，陈崇昕(北京邮电大学计算机科学与技术学院，北京100876)摘要：在介绍了主动网络的基本原理之后，提出了一种可开发和实施新网络眼务、让用户或第三方创建和剪裁服务的主动结点模型，井着重阐述了主动结电的软件结构．关键词：主动结点f主动技术；主动网络；结点操作系统中圉分类号：TP393．02文献标识码：A1基于主动技术的

2、网络原理概述基于主动技术的网络的数据转发基于主动包Ⅲ．主动包包含程序方法和数据．这些方法将网络元素变成主动元素：它们将方法应用于包，进而实现定制的基于网络的服务．一个包的主动部分可以与数据一起转发，并可以在结点上永久或暂时驻留．方法库使传统网络系统可包含适配服务并剪裁对特定的包需求的处理．特定服务可以用相对简单的原语构造．2主动结点的结构基于主动技术的网络的核心之一是构造一个安全、有效、灵活的主动结点．宾夕法尼亚大学提出了交换件(switchware)模型““．但是，这个模型姥乏一种统～的、高效的网络管理．按照安全、有效、灵活

3、以及通用的原则，本文将主动结点分为3部分：执行环境(EE)，结点操作系统(NodeOS)以及管理系统(Ms)．如图1所示．图1主动结点体系结构2．1管理系统管理系统‘41提供了管理结点配置的能力，并可以安装和删除执行环境，也可以改变结点的策略库．本文设计了3种管理策略：ManagementPolicy=RoutePolicySecurityPolicyMixPolicy收稿日期：2001一01一04作者简介：彭程(1975一)，男，硕士生万方数据二生——————————一兰!竺皇查兰兰望竺!!堂RoutePoliey是一种较为

4、宽松的控制策略．当上动节点收到主动包时．将忽略出现的任何错误·并允许任何主动包访问各种指定服务．SecurityPolicy是一种严恪的控制策略．它要求主动包必须可信赖，并对主动包对资源的访问进行严格限制．Mixpolicy提供一种分层控制策略，它将按执行环境的不同层面进行控制设置．2．2执行环境执行环境。1包括2部分：支持主动包程序运行的虚拟机姒及基于主动技术的IN络用户可访问的编程接VI．一般地，主动包程序的运行会带来执行环境和主动结点的状态改变，也可能会导致执行环境发出其他包．注意，执行环境之间是相互独立的．2．3结点操

5、作系统结点操作系统“’。要提供一个安全、高效的运行平台，保证多个执行环境正常运行以及资源的合理访问．图2给出了一个安全的主动结点操作系统的示意图．动态对象载入模块是结点操作系统向执行环境提供的一个统一的、一致的运行平台．模块安全检查模块确保载入的模块是从可信赖的地点而来，并且没有被中途修改，该模块的策略定义由管理系统给出，并由管理系统给出错误处理方法．路由选择模块除了提供传统意义上的路由选择功能，还决定哪些包送往主动通道，哪些包送回直通通道．数据压缩与加密提供了一定条件下主动包Qos的保证，并提供包数据的保密特眭．值得注意的是

6、，数据压缩服务缩短r包长度，适用于带宽驱动图2安全的主动结点操作系统的示意图不足的网络环境；数据加密服务适用于对数据安全性有较高要求的环境．逻辑链路模块提供结点间链路的正常工作．核心OS提供了系统安全启动、资源访问控制(如防止内存泄露、边界检查等)以及出现错误时系统的恢复．3主动结点软件体系结构3．1主要模块主动结点软件体系结构图口3如图3所示．仅对体系结构中的主要模块予以讨论：(i)包头处理模块分为两个层次．一是IPv4或IPv6的包头处理．这一项对于主动包与非主动包而言，都是一样的．而后，对于非主动包．该模块根据分类器分离

7、出来的非主动包与路由信息，进行路由选择转发．对于主动包而言，要进行TCP／UDP协议的解包．注意，由于采用隧道技术实现，因此．主动协议加载在TCP／UDP协议的净荷当中．(2)主动功能分类器系统核心控制模块，是整个系统的调度中枢，它的主要功能有两个：一是进行协议解析，判定主动包携带的协议类型，并确定建立对象的位置；二是建立相应的执行环境，进行资源的分配，并决定哪些对象需要调入来构造执行环境．(3)执行原语库提供基本的协议原语，通用业务可以通过基本原语构造，执行原语应与操作系统捆绑在一起，并可以采用一定的优化策略，加快原语链接速

8、度．执行原语库包含3种原语：用来管理主动包自身的原语，如改变它的包头和净荷等；用来访问结点环境的原语，如改万方数据第4期彭程等：基于主动技术的网络的研究79}}l3主动结点软件体系结构图变结点的路由表和结点状态等；用来控制主动包转发的原语，如主动包的转发、拷贝和丢弃等．(4)