スポーニングネットワークは、ネットワークアーキテクチャの作成、展開、管理のライフサイクルプロセスを自動化する、新しいクラスのプログラマブルネットワークです。これらのネットワークは、プログラマブルネットワーク開発における画期的なアプローチであり、仮想ネットワークアーキテクチャの自動作成、展開、管理を可能にします。このコンセプトは、従来の手動かつアドホックなネットワーク展開プロセスに革命をもたらし、独自のトランスポート、制御、管理システムを備えた個別の「子」仮想ネットワークを動的に生成することを可能にします。スポーニングネットワークは、「親」ネットワークリソースのサブセット上で動作し、他の生成されたネットワークとは独立して動作するため、特定の接続性、セキュリティ、およびサービス品質要件を持つユーザーコミュニティへの制御されたアクセスを提供します。その重要性は、既存のネットワークアーキテクチャの限界に対処し、新しいユーザーのニーズや要件への迅速な適応を可能にする可能性にあります。ネットワークアーキテクチャのライフサイクルプロセスを自動化することで、スポーニングネットワークは、オープンネットワーク制御、ネットワークプログラマビリティ、および分散システム技術における大きな進歩を表しています。
スポーニングネットワークは、特定の接続性、セキュリティ、およびサービス品質要件を持つユーザーコミュニティへの制御されたアクセスをサポートすることで、進化するネットワーク需要に対応する柔軟でスケーラブルなソリューションを提供します。ネットワークアーキテクチャの自動化されたライフサイクルプロセスは、オープンネットワーク制御、ネットワークプログラマビリティ、そして分散システム技術における大きな進歩を表しています。
ジェネシスカーネル
Genesis Kernel は、スポーン ネットワークの作成、展開、管理を可能にする上で極めて重要な役割を果たします。仮想ネットワーク オペレーティング システムとして、Genesis Kernel には、代替の分散ネットワーク アルゴリズムとサービスをサポートできる子ネットワーク アーキテクチャを生成する機能があります。リソース割り当て機能として機能し、生成された仮想ネットワークからの競合する要求を調停することで、ネットワーク リソースの効率的な利用を促進します。Genesis Kernel は、仮想ネットワーク アーキテクチャの動的な作成、展開、管理を含む仮想ネットワーク ライフサイクル プロセスをサポートします。このプロセスは、トランスポート環境、プログラミング環境、およびライフサイクル環境の相互作用を通じて実現されます。これらはすべて Genesis Kernel フレームワークの不可欠なコンポーネントです。全体として、Genesis Kernel は、スポーン ネットワークを自動的かつ体系的に実現するために必要な基礎フレームワークとインフラストラクチャを提供し、プログラマブル ネットワークの分野における大きな進歩を示しています。
仮想ネットワークのライフサイクル
仮想ネットワークのライフサイクルプロセスには、仮想ネットワークアーキテクチャの動的な作成、展開、および管理が含まれます。これは3つの主要なフェーズで構成されます。
1. プロファイリング：このフェーズでは、アドレス指定、ルーティング、シグナリング、セキュリティ、制御、管理要件を含む仮想ネットワークアーキテクチャのブループリントをキャプチャします。これにより、プログラム可能な仮想ネットワークの展開を自動化する実行可能なプロファイリングスクリプトが生成されます。
2. 生成：ネットワークトポロジを体系的に設定し、リソースを割り当て、トランスポート、ルーティング、ネットワーク管理オブジェクトを物理ネットワークインフラストラクチャにバインドします。プロファイリングスクリプトと利用可能なネットワークリソースに基づいて、ネットワークオブジェクトが生成され、ネットワークノードにディスパッチされます。これにより、新しい仮想ネットワークアーキテクチャが動的に作成されます。
3. 管理：仮想ネットワークごとのポリシーに基づく仮想ネットワークリソース管理をサポートし、複数のネットワークアーキテクチャを制御します。また、仮想ネットワークの設計を容易にし、ネットワーク設計者は、生成されたネットワークアーキテクチャを特徴付けるネットワークオブジェクトを分析および改良できます。
これらのフェーズを通じて、仮想ネットワーク ライフ サイクル プロセスは、仮想ネットワーク アーキテクチャの自動的かつ体系的な作成、展開、管理を可能にし、ネットワークのカスタマイズと適応に対する柔軟でスケーラブルなアプローチを提供します。
潜在的な影響
スポーニングネットワークは、既存のネットワークアーキテクチャの主要な制約に対処することで、プログラマブルネットワーク分野に大きな影響を与える可能性があります。仮想ネットワークアーキテクチャの作成、展開、管理を自動化することで、スポーニングネットワークは次のようなメリットをもたらします。
1.柔軟性と適応性: スポーニング ネットワークにより、新しいユーザーのニーズや要件に迅速に適応できるようになり、特定の接続性、セキュリティ、およびサービス品質の要件を備えた個別の仮想ネットワークを動的に生成できるようになります。
2. リソースの効率的な利用: ネットワーク アーキテクチャの自動化されたライフ サイクル プロセスにより、ネットワーク リソースの効率的な利用が促進され、リソースの割り当てとネットワーク パフォーマンスが最適化されます。
3. スケーラビリティ: スポーニング ネットワークは、ネットワークのカスタマイズのためのスケーラブルなソリューションを提供し、多様な接続性とサービス ニーズを持つユーザー コミュニティへの制御されたアクセスを可能にします。
4.自動化: ネットワーク展開プロセスを自動化することで、ネットワークをスポーンすると、新しいネットワーク アーキテクチャの設計と展開に必要な手作業と時間が削減され、運用効率が向上します。
実装上の課題
産卵ネットワークの実装には、エンジニアリングと研究の両方の問題を含むいくつかの課題と考慮事項があります。
1. 計算効率：スポーニングネットワークの計算効率とパフォーマンスへの対応は、特に伝送速度の向上という観点から極めて重要です。ルーティングと輻輳制御に必要な計算能力と、プログラマブルネットワークの要件とのバランスを取ることは、大きな課題です。
2. パフォーマンス最適化：ネストされた仮想ネットワークに伴う潜在的なパフォーマンスコストを相殺するために、ファストトラックおよびカットスルー技術の実装が不可欠です。これには、ネットワークパフォーマンスを維持するためのパケット転送と階層型リンク共有設計の最適化が含まれます。
3. プロファイリングの複雑さ：ネットワークアーキテクチャのプロファイリングと、それに伴う複雑さへの対処は重要な考慮事項です。仮想ネットワークアーキテクチャのブループリントを捉えるための効率的なプロファイリングメカニズムとツールの開発は、重要なエンジニアリング課題です。
4. 継承とプロビジョニング：既存のネットワークオブジェクトとアーキテクチャコンポーネントを活用して新しい子ネットワークを構築すると、継承とプロビジョニングの特性に関する課題が生じます。アーキテクチャコンポーネントの効率的な継承とプロビジョニングを確保することは、重要な研究課題です。
5. 拡張性と柔軟性：スポーニングネットワークが拡張性と柔軟性を備え、多様なコミュニティの多様な通信ニーズに対応できることを保証することは、エンジニアリングにおける重要な考慮事項です。これには、幅広いネットワークアーキテクチャとサービスを効率的にサポートするスポーニングネットワークの設計が含まれます。
6. リソース管理：生成された仮想ネットワークの導入と設計をサポートするために、ネットワークリソースを効率的に管理することは重要な課題です。これには、リソースの分割、分離、そして生成された仮想ネットワークへのリソースの割り当てへの対処が含まれます。
これらの課題と考慮事項に対処することは、産卵ネットワークの実装を成功させるために不可欠であり、プログラム可能なネットワークの分野におけるエンジニアリングの革新と研究の進歩を組み合わせる必要があります。
研究開発
プログラマブル ネットワークの分野では、重要な研究開発が行われており、関連するいくつかの作業と進歩がありました。
1. Open Signaling (Opensig) コミュニティ：Opensig コミュニティは、プログラマブルネットワークのプロトタイプの設計と開発に積極的に取り組んでいます。彼らの活動は、オープンなプログラマブルネットワークインターフェースを用いた通信ハードウェアのモデリングに焦点を当てており、サードパーティのソフトウェアプロバイダーが通信ソフトウェア市場に参入できるようにしています。
2. アクティブ ネットワーク プログラム: DARPA アクティブ ネットワーク プログラムは、ネットワーク プロトコルとサービスの動的な展開を研究しながら、アクティブ ネットワーク テクノロジの開発に貢献してきました。
3. セルラー IP: セルラー IP の研究は、ワイヤレス ネットワークのモビリティとプログラマビリティの課題に対処するために行われ、シームレスなモビリティ サポートと効率的なネットワーク管理を提供することを目指しています。
4.NetScript: NetScript プロジェクトは、アクティブ ネットワーク環境向けのプログラミング言語とツールの開発に重点を置き、アクティブ ネットワークに対する言語ベースのアプローチを検討してきました。
5. アクティブ ネットワーク向けスマート パケット: この作業では、ネットワーク パケットのプログラマビリティとインテリジェンスを強化して動的ネットワーク サービスをサポートすることを目指し、アクティブ ネットワーク向けのスマート パケットの開発に重点を置きました。
6. プログラマブル ネットワークの調査: プログラマブル ネットワークの包括的な調査が実施され、この分野の最新技術、課題、将来の方向性についての洞察が得られました。
これらの研究開発は、プログラマブルネットワークの発展に貢献し、ネットワークプログラマビリティ、トランスポータブルソフトウェア、分散システム技術、オープンネットワーク制御といった課題に取り組んできました。また、スポーニングネットワークをはじめとするネットワークのカスタマイズと管理に関する革新的なアプローチの開発の基盤を築きました。
全体的に、スポーニング ネットワークは、ネットワークのカスタマイズ、リソースの制御、進化するユーザー要求への適応に対する体系的かつ自動化されたアプローチを提供することで、プログラマブル ネットワークの分野に革命を起こす可能性を秘めています。
この定義は、コロンビア大学、ハンブルク大学、インテル社、日立製作所、ノーテルネットワークスの研究者グループによって IEEE Networks に発表された「Spawning Networks」という論文で紹介されました。
著者は、Andrew T. Campbell 氏、[1] Michael E. Kounavis 氏、コロンビア大学の Daniel A. Villela 氏、Intel Corporation の John B. Vicente 氏、ハンブルク大学の Hermann G. De Meer 氏、日立製作所の三木一穂氏、および Nortel Networks の Kalai S. Kalaichelvan 氏[2]です。[3]
また、マイケル・E・クナビス、アンドリュー・T・キャンベル、スティーブン・チョウ、ファビアン・モドゥ、ジョン・ビセンテ、ハオ・ジュアンによる「ジェネシスカーネル：ネットワークアーキテクチャを生成するためのプログラミングシステム」という論文もありました。[4]
Spawning Networksの最初の実装は、コロンビア大学でマイケル・クナビス博士の博士論文研究の一環として実現されました。この実装は、Genesis Kernelの設計に基づいています。Genesis Kernelは、3つの層からなるプログラミングシステムです。トランスポート環境（プログラム可能な仮想ルーターの集合）、プログラミング可能なデータパスへのオープンアクセスを提供するプログラミング環境、そしてネットワークアーキテクチャの生成と管理を担うライフサイクル環境です。Genesis Kernelの設計に用いられたコンセプトの一つは、アーキテクチャコンポーネントとその相互作用を規定するプロファイリングスクリプトに基づいてネットワークアーキテクチャを構築するというものです。
参考文献
- ^ 「ホーム」。アンドリュー・T・キャンベル。
- ^ 「EION Inc. - 空中の知性」.
- ^ アンドリュー・T・キャンベル;コウナビス、マイケル E.ヴィレラ、ダニエル A.ビセンテ、ジョン B.コーポレーション、インテル;ミキ、カズホ。ミーア、ハーマン・G・デ。 Kalaichelvan、Kalai S. (1999)。 「産卵ネットワーク」。IEEE ネットワーク。13 (4): 16–29 . CiteSeerX 10.1.1.28.8539。土井：10.1109/65.777438。ISSN 0890-8044。
- ^ Kounavis, ME; Campbell, AT; Chou, S.; Modoux, F.; Vicente, J.; Hao Zhuang (2001). 「Genesis Kernel：ネットワークアーキテクチャを生成するプログラミングシステム」. IEEE Journal on Selected Areas in Communications . 19 (3): 511– 526. Bibcode :2001IJSAC..19..511K. doi :10.1109/49.917711.
