OpenFlow的CPN建模研究：层次CPN视角

"这篇文档是关于使用Controller的CPN模型来对OpenFlow网络进行基于层次的建模研究。研究主要涉及形式化建模方法，尤其是Petri网的高级形式——彩色Petri网(CPN)，以及OpenFlow技术在解决传统互联网问题上的应用。文档介绍了CPN工具的使用，OpenFlow网络的架构，以及当前对此领域的研究进展。" 在计算机网络领域，OpenFlow是一种创新的网络架构，它改变了传统网络中由交换机和路由器单独负责数据包转发的模式。OpenFlow交换机与Controller协作，实现了数据转发和路由控制的分离，旨在解决如安全、性能和IP地址管理等当代互联网的核心问题。 本文档首先回顾了形式化建模方法，包括有限状态机(FSM)、带标记转换系统、输入输出变迁系统以及Petri网。Petri网因其同时具备严谨的数学表述和直观的图形表示而被广泛用于并发、同步和因果关系的建模。彩色Petri网(CPN)作为Petri网的扩展，引入了数据结构和层次分解，特别适合用于系统功能和逻辑正确性的验证。CPNTools是支持CPN建模、仿真和分析的强大工具，便于模型的构建、测试和分析。 研究现状部分指出，OpenFlow网络的研究多聚焦于控制器和OpenFlow交换机的部署、可扩展性和性能优化，以及协议的功能性和一致性测试。CPN已经在协议建模中显示出潜力，如对合同网协议(ContractNetProtocol)的建模案例，证明了CPN在无死锁、无死代码的协议分析中的有效性。 在建模部分，虽然文档没有详细展开，但可以推断作者可能探讨了如何使用CPN来建模OpenFlow中的Controller，特别是如何处理来自交换机的无法处理的数据包，Controller如何作出判断并发送packet-out消息给交换机的过程。这可能涉及到Controller的决策逻辑、流表管理和网络状态的表示。 通过CPN模型，研究者能够深入理解OpenFlow协议的工作机制，发现潜在的问题，提高网络的稳定性和效率。此外，这样的建模方式还能够帮助设计更高效、更安全的网络控制策略，推动OpenFlow技术在下一代互联网中的应用和发展。