Chương VII: Giới thiệu về mạng hoạt động

Các mạng hoạt động làm cho kiến trúc mạng trở nên động hơn bằng cách chophép các code được thực thi trong mạng. Tuy nhiên, có một số trở ngại trongviệc tạo ra một kiến trúc mạng hoạt động thực tế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương VII: Giới thiệu về mạng hoạt độngIP v6Tácgiả: LêAnhĐưc ́Chương VII: Giới thiệu về mạng hoạt độngCác mạng hoạt động làm cho kiến trúc mạng trở nên động hơn bằng cách chophép các code được thực thi trong mạng. Tuy nhiên, có một số trở ngại trongviệc tạo ra một kiến trúc mạng hoạt động thực tế. Chương này mô tả một sốtính năng cơ bản của mạng hoạt động đồng thời đưa ra một cái nhìn tổng quanvề các dự án triển khai mạng hoạt động trên thế giới hiện nay.I. Nền tảng:Cấu trúc hiện nay của mạng là tĩnh. Mặc dù cũng có thể có vài active code đượcgửi từ các server đến cho các client (như các web applet) hay từ client đến choserver (như các OO database query), nhưng các node bên trong mạng như cácrouter chỉ chuyển các packet một cách thụ động. Kiến trúc này được chuẩn hoásử dụng các giao thức đã được xây dựng sẵn như IP vì vậy khi muốn thêm cácchức năng vào mạng thì phải sửa lại giao thức thông qua một quá trình phức tạp.Kết quả là làm cho các giao thức lớn dần lên nhưng chúng vẫn không có khảnăng tích hợp tất cả các chức năng mà ứng dụng yêu cầu. Bằng cách cho phépviệc tính toán xảy ra trong mạng khi dữ liệu di chuyển qua các node, thì cácmạng hoạt động cung cấp một giải pháp khác cho những vấn đề này. Thay vìphải chuẩn hoá một giao thức để mô tả cách các node chuyển các gói tin thì mộtmạng hoạt động sẽ chuẩn hoá dựa trên một môi trường thực thi được cung cấpcho các capsule khi chúng di chuyển qua các node trong mạng. Một capsule sẽgồm cả dữ liệu và một tham khảo đến code để thực thi tại mỗi node mà capsuleđó di chuyển qua. Trong một mạng truyền thống, các router sẽ xem header củacác packet để tìm ra nơi để truyền gói tin. Trong một mạng hoạt động , thì cácrouter sẽ thực thi code trong capsule. Và code này sẽ báo cho router biết nơi đểgửi gói tin đến. Cách tiếp cận này cho phép các giao thức mạng phát triển nhanhhơn. Trong một mạng hoạt động, thì một giao thức có thể được viết và thực thingay lập tức mà không cần qua quá trình chuẩn hoá. Vì các giao thức mới có thểđược viết để cung cấp các chức năng mà các ứng dụng yêu cầu nên việc cácgiao thức bị lớn dần lên sẽ không xảy ra.II. PAN:Để mạng hoạt động trở nên thực tế hơn thì chúng phải vượt qua sự kiểm tra vềhiệu suất, độ an toàn, bảo mật và khả năng tương thích. Các mạng hoạt độngphải có hiệu suất có thể so sánh được với mạng hiện tại. Chúng phải cung cấpkhả năng bảo mật bằng hoặc lớn hơn những mạng hiện tại. (Một vấn đề khókhăn cho một hệ thống được thiết kế để cho phép code thực thi và di chuyểntrong một hệ thống phân tán lớn). Và cuối cùng là khả năng tương thích(interoperability). Trừ khi 3 tiêu chuẩn này được hoàn thành, nếu không thì mạnghoạt động vẫn không thực tế.Một trong những mục đích chính của PAN là trả lời câu hỏi về hiệu suất: Trongtrường hợp đơn giản khi định tuyến các packet đơn giản đến đích của chúng thìmạng hoạt động có khả năng đạt được hiệu suất ngang với các mạng hiện tạihay không. Mặc dù PAN được thiết kế với các khả năng an toàn, bảo mật vàkhả năng thích nghi, nhưng chúng vẫn chưa được hỗ trợ đầy đủ, mà chỉ cố gắngcải thiện hiệu suất của nó. Nhưng ta cũng có thể thêm những tính năng trên vàomà không cần thiết kế lại. PAN có thể đạt được hiệu suất cao bằng 4 cách: quaviệc xử lý các capsule ở kernel, bằng cách tối thiểu hoá việc copy dữ liệu, quaviệc thực thi các lệnh ngay trên các processor trên node, và qua một thiết kế cungcấp cho các capsule khả năng thực thi cao nhất. Bằng cách xử lý các capsule ở kernel thay vì xử lý trong user-space, node có thểtránh được việc copy dữ liệu giữa kernel và user-space, ngoài ra cũng giảm đượcsự can thiệp của các bộ định thời.PAN cung cấp một hệ thống quản lý bộ nhớ đồng dạng, cho phép các con trỏđến các vùng của bộ nhớ có thể được truyền trong hệ thống. Trong trường hợpcơ bản của việc truyền các capsule đơn giản thì khả năng này cho phép các nodekhông cần copy hay thậm chí không cần đụng đến dữ liệu của capsule. Ngoài raviệc caching các code tương ứng với các code trong capsule thì node chỉ tốn thờigian cho việc load và dịch cho lần đầu ứng với một loại capsule mới được sửdụng, còn lại, tất cả các capsule của cùng một loại sẽ được thực thi ngay màkhông cần dịch lại.III. Active Node Transport System (ANTS):ANTS được phát triển bởi MIT, là một thực thi của mạng hoạt động, sự thực thinày sử dụng hướng tiếp cận theo dạng in-band(mang code theo gói tin) để xâydựng một cấu trúc mạng hoạt động. Thay vì luôn mang theo code với mọi packetthì ANTS node sẽ cache hầu hết các code đã sử dụng gần đây để tránh phảireload lại code cho những nhóm packet liên quan. Các packet hay còn gọi là cáccapsule sẽ mang những giá trị tham số cho một mẫu code liên quan. Nếu nodemà packet đi qua chứa code liên quan thì node sẽ khởi tạo code với các giá trịtham số của packet và sau đó sẽ thực thi code. Nếu code không có trong node thìnode sẽ yêu cầu code từ các hàng xóm gần nhất của ...