maisМоделирование и анализ информационных системModeling and Analysis of Information Systems1818-10152313-5417Yaroslavl State University10.18255/1818-1015-2014-6-57-70mais-71Research ArticleОригинальные статьиArticlesО некоторых задачах реконфигурирования программно-конфигурируемых сетейOn the Update Problems for Software Defined NetworksЗахаровВладимир АнатольевичZakharovV. A.

профессор, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, стр. 52, Центр прикладных исследований компьютерных сетей

аспирант,

Leninskiye Gory, 1-52, Moscow, GSP-1, 119991, Russia Applied Research Center for Computer Networks

zakh@cs.msu.suЧемерицкийЕвгений ВикторовичChemeritskyE. V.

аспирант факультета ВМК, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, стр. 52, Центр прикладных исследований компьютерных сетей

аспирант факультета ВМК,

Leninskiye Gory, 1-52, Moscow, GSP-1, 119991, Russia Applied Research Center for Computer Networks

echemeritskiy@arccn.ruМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation2014201220142165770Copyright © Захаров В.А., Чемерицкий Е.В., 20142014Захаров В.А., Чемерицкий Е.В.Zakharov V.A., Chemeritsky E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/71

Разработка алгоритмов реконфигурирования сетей является важным направлением развития программного обеспечения для телекоммуникационных сетей нового поколения — программно-конфигурируемых сетей. Частный случай проблемы реконфигурирования сетей — это задача плавного восстановления заданной сетевой конфигурации, после того как некоторые правила коммутации пакетов были удалены из таблиц коммутаторов (например, по истечении срока их активности). В данной статье проведено исследование этой задачи в рамках формальной модели программно-конфигурируемых сетей, предложены корректные и безопасные алгоритмы восстановления сетевых конфигураций и показано, что в общем случае задачу плавного восстановления конфигураций нельзя решить без обращения к правилам коммутации с приоритетами.

The designing of network update algorithms is urgent for the development of SDN control software. A particular case of Network Update Problem is that of restoring seamlessly a given network configuration after some packet forwarding rules have been disabled (say, at the expiry of their time-outs). We study this problem in the framework of a formal model of SDN, develop correct and safe network recovering algorithms, and show that in general case there is no way to restore network configuration seamlessly without referring to priorities of packet forwarding rules.

программно-конфигурируемая сетькоммутаторконтроллерправило коммутациипакетреконфигурациямаршрутпостусловиеинвариантsoftware defined networkswitchcontrollerforwarding rulepacketnetwork updateroutepost-conditioninvariantРФФИ, фонд «Сколково»ReferencesMcKeown N., Anderson T., Balakrishnan H., et al. Openflow: Enabling Innovation in Campus Networks // SIGCOMM Computer Communication Review. 2008. V. 38, N 2. P. 69–74.McKeown N., Anderson T., Balakrishnan H., et al. Openflow: Enabling Innovation in Campus Networks // SIGCOMM Computer Communication Review. 2008. V. 38, N 2. P. 69–74.Foster N., Guha A., Reitblatt M., et al., Languages for Software-Defined Networks // IEEE Communications Magazine. February 2013. P. 128–134.Foster N., Guha A., Reitblatt M., et al., Languages for Software-Defined Networks // IEEE Communications Magazine. February 2013. P. 128–134.T. S. E. N. Zheng Cai, A. L. Cox. Maestro: A System for Scalable OpenFlow Control // Technical Report TR10-08. Rice University, 2010.T. S. E. N. Zheng Cai, A. L. Cox. Maestro: A System for Scalable OpenFlow Control // Technical Report TR10-08. Rice University, 2010.Voellmy A., Kim H., Feamster N. Procera: A Language for High-Level Reactive Network Control // Proceedings of the 1-st Workshop on Hot Topics in Software Defined Networks. 2012. P. 43–48.Voellmy A., Kim H., Feamster N. Procera: A Language for High-Level Reactive Network Control // Proceedings of the 1-st Workshop on Hot Topics in Software Defined Networks. 2012. P. 43–48.OpenFlow Switch Specification. Version 1.4.0, October 14, 2013. https://www.opennetworking.org.OpenFlow Switch Specification. Version 1.4.0, October 14, 2013. https://www.opennetworking.org.Francois P., Shand M., Bonaventure O. Disruption-free topology reconfiguration in OSPF networks // IEEE INFOCOM. May 2007.Francois P., Shand M., Bonaventure O. Disruption-free topology reconfiguration in OSPF networks // IEEE INFOCOM. May 2007.Francois P., Coste P.-A., Decraene B., Bonaventure O. Avoiding disruptions during maintenance operations on BGP sessions // IEEE Transactions on Network and Service Management. 2007. V. 4. N 7. P. 1–11.Francois P., Coste P.-A., Decraene B., Bonaventure O. Avoiding disruptions during maintenance operations on BGP sessions // IEEE Transactions on Network and Service Management. 2007. V. 4. N 7. P. 1–11.S. Raza, Y. Zhu, C.-N. Chuah. Graceful network state migrations // IEEE/ACM Transactions on Networking. 2011. V. 19, N 4. P. 1097–1110.S. Raza, Y. Zhu, C.-N. Chuah. Graceful network state migrations // IEEE/ACM Transactions on Networking. 2011. V. 19, N 4. P. 1097–1110.Vanbever L., Vissicchio S., Pelsser C., Francois P., Bonaventure O. Seamless network-wide IGP migration // ACM SIGCOMM Computer Communication Review - SIGCOMM ’11. 2011. V. 41, N 4. P. 314–325.Vanbever L., Vissicchio S., Pelsser C., Francois P., Bonaventure O. Seamless network-wide IGP migration // ACM SIGCOMM Computer Communication Review - SIGCOMM ’11. 2011. V. 41, N 4. P. 314–325.Reitblatt M., Foster N., Rexford J., Walker D. Consistent updates for software-defined networks: change you can believe in! // HotNets. 2011. V. 7.Reitblatt M., Foster N., Rexford J., Walker D. Consistent updates for software-defined networks: change you can believe in! // HotNets. 2011. V. 7.Reitblatt M., Foster N., Rexford J., Schlesinger C., Walker D. Abstractions for Network Update // Proceedings of the ACM SIGCOMM 2012 Conference on Applications, Technologies, Architectures, and Protocols for Computer Communication. 2012. P. 323–334.Reitblatt M., Foster N., Rexford J., Schlesinger C., Walker D. Abstractions for Network Update // Proceedings of the ACM SIGCOMM 2012 Conference on Applications, Technologies, Architectures, and Protocols for Computer Communication. 2012. P. 323–334.Katta N.P., Rexford J., Walker D. Incremental Consistent Updates // Proceedings of the 2-nd Workshop on Hot Topics in Software Defined Networks. 2013. P. 49–54.Katta N.P., Rexford J., Walker D. Incremental Consistent Updates // Proceedings of the 2-nd Workshop on Hot Topics in Software Defined Networks. 2013. P. 49–54.Noyes A., Warszawski T., Cernyand P., Foster N. Toward Synthesis of Network Updates // Proceedings of the 2-nd Workshop on Synthesis. July 13–14. 2013. Saint Petersburg, Russia, 2013.Noyes A., Warszawski T., Cernyand P., Foster N. Toward Synthesis of Network Updates // Proceedings of the 2-nd Workshop on Synthesis. July 13–14. 2013. Saint Petersburg, Russia, 2013.A. X. Liu, C. R. Meiners, and E. Torng. TCAM Razor: A systematic approach towards minimizing packet classifiers in TCAMs // IEEE/ACM Transactions on Networking. 2010. V. 18. P. 490–500.A. X. Liu, C. R. Meiners, and E. Torng. TCAM Razor: A systematic approach towards minimizing packet classifiers in TCAMs // IEEE/ACM Transactions on Networking. 2010. V. 18. P. 490–500.Kogan K., Nikolenko S.I., Culhane W., Eugster P., Ruan E. Towards efficient implementation of packet classifiers // Proceedings of the 2-nd Workshop on Hot Topics in Software Defined Networks, 2013.Kogan K., Nikolenko S.I., Culhane W., Eugster P., Ruan E. Towards efficient implementation of packet classifiers // Proceedings of the 2-nd Workshop on Hot Topics in Software Defined Networks, 2013.Захаров В.А., Смелянский Р.Л., Чемерицкий Е.В. Формальная модель и задачи верификации программно-конфигурируемых сетей // Моделирование и анализ информационных систем. 2013. Т. 20, №6. С. 36–51. [Zakharov V.A., Smelyansky R.L., Chemeritsky E.V. A Formal Model and Verification Problems for Software Defined Networks // Modeling and analysis of information systems. 2013. V. 20, No. 6. P. 36–51 (in Russian)].Захаров В.А., Смелянский Р.Л., Чемерицкий Е.В. Формальная модель и задачи верификации программно-конфигурируемых сетей // Моделирование и анализ информационных систем. 2013. Т. 20, №6. С. 36–51. [Zakharov V.A., Smelyansky R.L., Chemeritsky E.V. A Formal Model and Verification Problems for Software Defined Networks // Modeling and analysis of information systems. 2013. V. 20, No. 6. P. 36–51 (in Russian)].Kazemian P., Chang M., Zeng H., Varghese G., McKeown N., Whyte S. Real Time Network Policy Checking using Header Space Analysis // Proceedings of the 10-th USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation. 2013.Kazemian P., Chang M., Zeng H., Varghese G., McKeown N., Whyte S. Real Time Network Policy Checking using Header Space Analysis // Proceedings of the 10-th USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation. 2013.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.