CAREER: Bug Tolerant Networking: Enabling Highly-Available Network Infrastructures through Semantic Transformations.

职业：容错网络：通过语义转换实现高可用性的网络基础设施。

• 批准号: 2326509
• 负责人: Theophilus Benson
• 金额: $ 50万
• 依托单位: Carnegie-Mellon University
• 依托单位国家: 美国
• 项目类别: Continuing Grant
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2023-01-01 至 2024-09-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=2326509&HistoricalAwards=false
• 关键词: CAREER; Bug; Tolerant; Networking; Enabling

Software-defined networking (SDN) is a key enabling technology facilitating the transition to a next generation of software defined infrastructure incorporating virtualized network functions, 5th generation cellular networks and advanced wireless communication technologies, and edge computing. Despite SDN's crucial role ahead, the networking research community still needs key techniques and tools to maintain highly available and resilient networks; SDNs are prone to software design and implementation errors that can have catastrophic consequences, e.g., network failures.This project addresses these needs by introducing a novel paradigm that advocates overcoming software `bugs-by transforming the bug triggering inputs into 'safe' inputs. To support this paradigm, the project will develop designs, abstractions and algorithms to identify, isolate, and transform the triggering inputs into safe inputs in a systematic and principled manner.This project will examine several research thrusts to enable practical bug-tolerant networks including to (1) introduce frameworks and designs that guarantee bug recovery and forward progress by transforming bug-triggering inputs into different, but equivalent inputs; (2) design an abstraction and cross-layer network transactions that provide atomicity and consistency during and afterrecovery from triggered events; (3) develop algorithms that maximize the efficiency of the proposed frameworks by statically analyzing control and data plane source code, and modeling protocol interactions; and (4) generalize techniques beyond current SDN paradigms (e.g., OpenFlow) to emergingand future paradigms with stateful data planes and expressive interfaces (e.g., P4).This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.

软件定义的网络（SDN）是一项关键，促进技术，促进了促进下一代软件定义的基础架构的过渡，其中包含虚拟化网络功能，第五代蜂窝网络和高级无线通信技术以及边缘计算。尽管SDN发挥了至关重要的作用，但网络研究界仍然需要关键技术和工具来维持高可用性和弹性的网络。 SDN容易出现可能带来灾难性后果的软件设计和实现错误，例如网络故障。本项目通过引入一种新颖的范式来解决这些需求，该范式提倡克服软件“错误”将错误触发输入转换为“安全”输入。为了支持该范式，该项目将开发设计，抽象和算法，以系统和有原则的方式识别，隔离和将触发输入转变为安全输入。本项目将检查几个研究推力，以实现实际的耐受性漏洞网络，包括（1）通过（1）介绍框架和前进的漏洞，但要恢复型号，但要恢复型号，但在不断的漏洞中进行了转换，但在不断的漏洞中进行了更换，但在不断的漏洞中进行了转换，从而在不同的方向上进行了漏洞，从而在不同的方面进行了漏洞，以不同的方式恢复了不同的虫子，以不同的方式进行漏洞的范围，从而在不同之处恢复了差异，以实现不同的漏洞，从而在不同的方面进行了不同的漏洞，从而在不同的方向上置于漏洞效果。 （2）设计一个抽象和跨层网络交易，该交易在触发的事件中提供了原子性和一致性； （3）开发算法，通过静态分析控制和数据平面源代码以及建模协议交互来最大程度地提高所提出框架的效率； （4）概括超出当前SDN范式（例如OpenFlow）的技术，并具有具有状态的数据平面和表达性接口的未来范式（例如，P4）。该奖项反映了NSF的法定任务，并通过基金会的知识优点和广泛的影响来评估NSF的法定任务。