中科院计算所:可编程虚拟路由器(PEARL)

　　中科院计算所研制了构建SDN网络的基础路由交换设备。所研制的可编程虚拟路由器PEARL具备网络虚拟化功能并提供多种编程方法，能满足未来网络协议创新和业务创新的需要。PEARL能够在单一物理路由器上虚拟出128个逻辑路由器，支持逻辑路由器对网络端口的共享与隔离。不同逻辑路由器能够加载运行不同的协议与业务，支持对不同虚拟网络用户区分服务。PEARL提供多种编程方法和API接口，除具备IPv4/v6路由转发功能外，还支持OpenFlow及NDN、SOFIA、SERVAL等未来网络协议架构。相比OpenFlow交换机，PEARL能够在多个虚拟平面上并行运行OpenFlow，实现更完备的网络虚拟化功能。为实现虚拟化与灵活可编程功能，PEARLI采用了高性能多核服务器配合专用网络接口卡实现。

　　其中网络接口卡内建FPGA和TCAM芯片实现高速复杂数据包处理。设备实测具备4Gbps线速处理的能力，能满足接入网络要求。

　　华为公司在PEARLI平台基础上与中科院计算所合作开发了OpenFlow1.2交换机，采用OpenFlow软硬件中间层多级流表转换算法，解决软硬件流表灵活性的差异，最大化利用硬件处理资源提升系统性能。为解决FPGA编程灵活性局限及服务器架构性能局限，中科院计算所在PEARLI基础上研制了PEARLII系统，它采用中间板交换体系结构，利用众核处理器作为主要处理单元，提供了更好的编程灵活性和更高的性能。PEARLII提供10GE和GE网络接口，系统最大吞吐率能力达320Gbps，可以满足SDN核心网络的要求。在可编程虚拟路由器的实现过程中，数据包查找是最重要的技术问题之一。该问题存在查找速率、更新开销和存储空间可扩展性三大挑战，SRAM与TCAM相结合可能是一种实现方案：提出了一种支持快速更新的混合IP查找方法，结合TCAM和SRAM的特点分别优化不相交前缀集和重叠前缀集的更新机制，实验结果表明，该架构能够实现的吞吐量达250兆次查找/秒，远远超过100Gbps网络链路对IP查找的性能需求，且将TCAM最坏情况下的更新开销降至1次写操作/更新；提出了一种基于SRAM的可扩展IP查找方法，在合并的trie树节点中引入前缀位图，使节点和下一跳分离，实验结果表明，存储14个IPv4核心路由器的FIB，只需要10MB的SRAM存储空间，与传统的隔离方法相比降低了87%的SRAM存储空间需求，更新开销为1次write bubble/更新；提出了一种基于TCAM的可扩展IP查找方法，设计FIB填充和FIB分割方法解决共享前缀带来的前缀掩盖问题，实验结果表明，与传统的非共享方法相比，使用上述两种方法存储14个IPv4核心路由器的FIB时，能够分别降低92%和82%的TCAM存储空间需求。

　   解放军理工大学:SDN测量平台(OpenTrace)

　　解放军理工大学全面综述了OpenFlow技术研究的发展现状。针对SDN测量问题进行了研究，研制了一种基于OpenFlow的未来互联网测量平台OpenTrace。该平台目标是为定量分析各种创新应用或机制提供测量分析手段。OpenTrace采用了分布式测量与集中式分析结合的体系结构。分布式测量功能是指每个测量实体的本地测量功能：所有设备内置被动网络测量的功能，记录下经过本实体的所有控制平面和数据平面信息；以最小侵扰的方式进行测量，记录两个平面运行轨迹的日志仅存放在本地，直至试验结束为止。其中集中式分析功能是指汇集分散在各个实体上的本地日志，以形成完整的网络运行视图。

　　国防科技大学:OpenFlow交换机实现模型

　　针对目前OpenFlow交换机多表结构对硬件资源的开销，国防科技大学提出了三层的OpenFlow交换机实现模型：硬件层、内核层和用户层。硬件层直接采用TCAM实现多级流表的报文转发功能，内核层实现流表的精确匹配功能并实现相关的规则管理，用户层则负责规则逻辑的保存。目前尚未看到实际的硬件实现平台，但这种分层的实现方法符合OpenFlow交换平台转发规则的软硬件实现规范。

　　在广域网中部署SDN需要考虑多控制器的部署位置问题，如果考虑多个优化指标则将导致NP问题。北京邮电大学的HUYan-nan等人针对特定的指标提出了几个多控制的部署算法，仿真结果表明新的部署算法能够响应的提高这些指标的性能。