通信工程師考試培訓(xùn)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式

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2.2.3 主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式
主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)可分為離散型和集成型。
離散型是將主動(dòng)程序的處理與數(shù)據(jù)代碼的分發(fā)作為兩種獨(dú)立的機(jī)制。這里，主動(dòng)程序?qū)⒎謩e插入可編程的主動(dòng)節(jié)點(diǎn),與實(shí)際的數(shù)據(jù)包相分離,并可以在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。用戶可以將程序發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（交換機(jī)、路由器），在節(jié)點(diǎn)中被存儲(chǔ),然后當(dāng)數(shù)據(jù)抵達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)執(zhí)行程序，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)中包含引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)如何處理或處理哪些程序的信息。這種基于可編程交換節(jié)點(diǎn)(Programmable Switch)的離散方案，如Switch Ware體系結(jié)構(gòu)，適合于面向連接的網(wǎng)絡(luò)。
集成型是將一段程序與數(shù)據(jù)組成一個(gè)封裝體,然后發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)?當(dāng)這典包到達(dá)主動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)，主動(dòng)節(jié)點(diǎn)將解釋這些程序，然后處理包內(nèi)的數(shù)據(jù)。這種基于封裝（Capsule)的集成方案.如Active Ware體系結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于面向無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)然，也有將這兩種實(shí)現(xiàn)方式相結(jié)合的方法，目前已被賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)編程語(yǔ)言（Programming Languagefor Active Network，PLAN)采用。
主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)建立在對(duì)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)框架和主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使能技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，目前已有數(shù)所大學(xué)研究并實(shí)現(xiàn)了不同的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并開發(fā)出了能夠成功運(yùn)行主動(dòng)應(yīng)用程序的NodeOS和EE。還有些大學(xué)利用已開發(fā)出的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)試并實(shí)現(xiàn)了新的主動(dòng)程序。
1）ANTS與PAN
ANTS(ActiveNodeTransportSystem)工具包是由麻省理工大學(xué)在封裝（Capsule)模型的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)T.具。每個(gè)封裝包含一個(gè)以宇節(jié)編碼的Java程序和用戶數(shù)據(jù)凈荷。ANTS的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序接口包含一個(gè)擴(kuò)充了ANTS類的Java虛擬機(jī)，執(zhí)行對(duì)封裝進(jìn)行譯碼和解釋的功能。
首先,包識(shí)別出它們的類型和協(xié)議，當(dāng)包抵達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)，它檢查自己的緩存，觀察所需的代碼是否出現(xiàn)。如果沒有出現(xiàn)，則要求上一個(gè)節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)發(fā)送代碼。當(dāng)上一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到它可以響應(yīng)的負(fù)載請(qǐng)求時(shí)，它將馬上發(fā)送。當(dāng)前的節(jié)點(diǎn)收到負(fù)載請(qǐng)求時(shí)?它將這些負(fù)載加載到自己的緩存中，然后對(duì)等待的包執(zhí)行所需的操作。這是一種有效的具有魯棒性的機(jī)制，從而使節(jié)點(diǎn)能充分利用主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。
最近，麻省理工大學(xué)又開發(fā)出了PAN(PracticalActiveNetwork〉主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)可實(shí)際使用的基于封裝的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。PAN的體系結(jié)構(gòu)與ANTS非常類似，但它的性能更適于實(shí)際的應(yīng)用。PAN的體系結(jié)構(gòu)可以支持多種移動(dòng)代碼系統(tǒng)。用主動(dòng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)核執(zhí)行本地代碼轉(zhuǎn)發(fā)封裝的試驗(yàn)表明，其發(fā)送1500字節(jié)的數(shù)據(jù)包時(shí)的速度可以使100Mbit/s的快速以太網(wǎng)達(dá)到飽和，而只比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理每個(gè)數(shù)據(jù)包的時(shí)間多出13%,SwitchWare項(xiàng)目賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)的SwitchWare項(xiàng)目是另一個(gè)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)原型，它向用戶提供了兩層編程接口。下面一層是主動(dòng)分組層，主動(dòng)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(dòng)擴(kuò)展機(jī)制層所支持的駐留節(jié)點(diǎn)的服務(wù)例程。主動(dòng)擴(kuò)展機(jī)制層常駐節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，是由系統(tǒng)管理員或授權(quán)用戶安裝的。主動(dòng)分組層是用PLAN和Calm語(yǔ)言開發(fā)的，而主動(dòng)擴(kuò)展機(jī)制層是由Calm語(yǔ)言開發(fā)。Calm程序能夠被動(dòng)態(tài)載人(按照需要從網(wǎng)絡(luò)上或從本地磁盤安裝）到SwitchWare主動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
2）PLANET
PLAN語(yǔ)言是賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)的第一種主動(dòng)分組語(yǔ)言，而后該大學(xué)又開發(fā)出了SNAP(SafeandNimbleActivePackets)，這種語(yǔ)言被設(shè)計(jì)用來(lái)提高PLAN的靈活性、高效性及安全性。研究者旨在找到保護(hù)節(jié)點(diǎn)的整體性，并對(duì)節(jié)點(diǎn)提供保護(hù)及安全的資源控制的方法，以期建立第一個(gè)實(shí)際投人使用的主動(dòng)分組系統(tǒng)。
該大學(xué)的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)床叫做PLANet,是一種以主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的“主動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”。它以100Mbit/s以太網(wǎng)為鏈路層，也可以用IP作為鏈路層。PLANET的早期開發(fā)使用PLAN語(yǔ)言，有相當(dāng)大的延遲。智能包或網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的額外代碼，和因此而帶來(lái)的計(jì)算開銷的增長(zhǎng)造成了網(wǎng)絡(luò)性能的下降。與PLAN相比，SNAP則展示了其性能的優(yōu)越性，在ping的延遲和吞吐量測(cè)設(shè)中與IP網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)。
　　3）Bowman和CANE
喬治亞大學(xué)研究開發(fā)出了Odyssey軟件包，由Bowman主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和CANE執(zhí)行環(huán)境兩部分組成。Bowman建立在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，作為實(shí)現(xiàn)CANE執(zhí)行環(huán)境的平臺(tái)。以插槽處理模型為基礎(chǔ)的CANE執(zhí)行環(huán)境包括兩部分：一部分是固定的承栽程序，它是一個(gè)運(yùn)行時(shí)可重定位的模塊，由主動(dòng)節(jié)點(diǎn)管理器負(fù)責(zé)裝載。承載程序?yàn)榘峁┨幚砥脚_(tái)，可以看做是一個(gè)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(dòng)代碼的定制。承載程序中供嵌人程序運(yùn)行的特定點(diǎn)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(jī)構(gòu)也參與了主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的研究。例如哥倫比亞大學(xué)研究開發(fā)了NetScript.NetScript語(yǔ)言提供了一種處理分組流的腳本語(yǔ)言，NetScript代理能夠較容易地被發(fā)送到遠(yuǎn)端系統(tǒng)，比如路由器和交換機(jī).使這些節(jié)點(diǎn)可編程。
另外還有BBN技術(shù)組的智能包(SmartPacket),能夠利用主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以助于網(wǎng)絡(luò)的管理問題。
在大多數(shù)情況下，主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)采用離散型實(shí)現(xiàn)機(jī)制，如ANTS和PAN。離散型機(jī)制的性能要優(yōu)于集成型機(jī)制，因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)目刂菩畔⑦_(dá)到了最小化。PAN實(shí)現(xiàn)模型從本質(zhì)上講是ANTS實(shí)現(xiàn)模型的內(nèi)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?？梢赃@樣說(shuō),要在主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)具有較高的性能、安全性和互操作性，關(guān)鍵在于要有一種短小的、可嵌人的、高性能的移動(dòng)代碼系統(tǒng)。

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