Evoluzione verso l'Internet del futuro

La virtualizzazione di una architettura inter-rete, come Internet, implica la virtualizzazione di una varietà di risorse individuali. Queste risorse potrebbero essere coinvolte nel provisioning del servizio di connettività nonché di servizi di applicazione. A questo fine le risorse di rete potrebbero essere canali di comunicazione, router/switch, ecc. La virtualizzazione di un particolare tipo di risorsa può presentare uno specifico insieme di sfide tecniche. In aggiunta, le caratteristiche delle tecnologie di base richiedono approcci diversi verso la soluzione. Nonostante la diversità di queste tecniche, le tecniche di virtualizzazione dovrebbero rispettare requisiti architetturali di alto livello di WP3. Ciò sarà determinante quando differenti componenti devono essere integrati e assorbiti in un architettura unificata.

La virtualizzazione è un tema caldo nei sistemi operativi di ricerca, sembra naturale volere estendere questi vantaggi nel routing della rete. Negli ultimi anni hanno visto numerosi prototipi software che mirano ad esplorare la potenziale virtualizzazione dei router. Anche se tutti questi prototipi dei router virtuali erano implementazioni di PC base, nessuno di essi è destinato a sfruttare i recenti progressi sulla utilità dell’hardware, come ad esempio la CPU multi-core, al fine di raggiungere elevate prestazioni. Anzi, erano principalmente incentrate sulle funzionalità. L'architettura moderna del PC offre un significativo livello di flessibilità combinato con una grande qualità di software e librerie open-source che sono facilmente utilizzabili al fine di costruire una piattaforma software di router virtuali da zero. Tale flessibilità non è di solito disponibile dalle soluzioni di virtualizzazione di router commerciali offerti da Cisco o Juniper. Quindi, moderne utilità hardware permettono di costruire software di router virtuali con programmabilità avanzata e una prestazione rispettabile ad una frazione di costo. Basandosi su una CPU multi-core, abbiamo già dimostrato che un PC moderno è in grado di raggiungere velocità di trasmissione molto elevate.

Con il sottosistema di memoria con il fattore limitante per almeno i prossimi anni, il numero di cicli di CPU di ricambio è probabile che aumenti. Per sfruttare queste risorse possiamo certamente consolidare un insieme di router software in esecuzione contemporaneamente sullo stesso hardware, lungo le linee di conversazione della
virtualizzazione del server. Tuttavia, la natura di breve durata dei pacchetti dentro un router rende la sfida della virtualizzazione certamente impegnativa.
Motivati da questa sfida, presentiamo una nuova piattaforma per il software dei router virtuali su un prodotto hardware. Sfrutta la moderna piattaforma e le tendenze emergenti per fornire hardware:

1. Consolidamento dei piani dati virtuali su un dominio comune di inoltro;
2. Piani di inoltro altamente configurabile per la programmabilità avanzata;
3. L'albero di trasmissione come unità base di allocazione delle risorse per la mappatura dei componenti dei router virtuali alle gerarchie di cache. Un albero di trasmissione è l'insieme degli elementi di elaborazione dei pacchetti necessari per spostare un pacchetto da un singolo input a tutti gli output possibili.