SDATN-AS数据平面：实现灵活配置与多元化管理

数据平面是SDATN-AS的基础平面，要满足SDATN-AS的软件定义要求，数据平面必须具备可编程性。SDATN-AS同样考虑将数据平面在南北向上分为2个子平面，分别是功能子平面和硬件子平面。功能子平面工作于硬件子平面之上，是指导和驱动硬件处理动作的各种底层控制逻辑的集合，这些控制逻辑包括流表、驱动程序等；硬件子平面则主要是硬件实体，包括I／O端口、存储器、交换芯片等，硬件子平面在功能子平面的指导和驱动下完成相应的数据处理动作。功能子平面的具体内容由应用平面通过控制平面配置、数据平面的可编程性在功能子平面上得以体现。

综上，ATNAS包括有线传输网络与无线传输网络，并且以无线传输网络为主体。在一般SDN中，对网络的配置通过定义流表实现，流表中存储了数据分组的匹配原则、对所匹配数据分组的执行动作（转发、丢弃等）以及用于统计流表匹配情况的计数器等。但对于以无线网络为主体的ATNAS，其网络配置需要综合考虑频谱资源利用、通信范围、干扰、调制编码方式等数据链路层和物理层的相关因素。另一方面，ATNAS所传输的信息内容直接由任务所决定，不同信息内容对应的网络QoS需求存在极大差异，通过对网络所传输信息内容进行有效管理，能够充分避免与任务无关的低价值信息占用信道资源，从而保证与任务关联性较强高价值信息的有效传输，例如，在进行多机协同跟踪任务时，滤除与所跟踪目标无关的信息，能够为跟踪所需的信息交互提供更多的信道资源，从而提升信息交互的实时性，保证跟踪精度。

基于以上考虑，本节在一般SDN数据平面的基础上，依据数据在实际航空作战过程中的处理流程，定义了SDATN-AS数据平面功能子平面的基本内容，分别是融合功能、交换功能和传输功能，对应于硬件子平面的融合模块、交换模块和传输模块。融合功能对航空集群各类作战资源所产生的数据按需进行融合处理，这一过程直接关系到网络所传输数据量的大小以及集群各成员获取信息的信息价值。融合过程既可在数据传输前也可在数据传输过程中进行，通过为承载不同信息内容的数据流针对性配置高效的数据融合算法，或在网络配置过程中将数据融合功能与路由、MAC等综合考虑，可有效提升网络性能。以图6.6为例，节点A，B，C分别有3个数据分组需要传输给节点D，当不考虑数据融合（图6.6左）时，网络共需要传输9个数据分组，而当考虑数据融合（图6.6右）时，使节点A与C的数据分组在节点B先进行融合，再通过一个数据分组传输给节点D，则网络一共需要传输7个数据分组，节省了信道资源。交换功能定义数据分组的路由和转发规则。传输功能则负责控制数据在物理信道上的传输，SDR等技术的发展为控制平面直接配置数据平面传输功能提供了可能，有文献将SDR与SDN作为可编程网络不同的组成部分，而本节将SDN与SDR分别看作可编程网络的实现架构和实现这种网络架构实际部署的一种具体技术手段，传输功能的具体内容涉及信道资源的配置、调制编码、信道的接入控制等。(www.xing528.com)

图6.6　数据融合功能示例

由于SDATN-AS数据平面可编程内容的扩展，使网络配置与管理对象变得更加多元化，但这种概念上的扩展在提升网络可编程能力和网络配置灵活性的同时，必然需要对SDN数据平面的技术实现方式进一步改进和完善后才能实现实际应用。例如，对于数据融合功能，虽然也可以采用基于流表的〈匹配，动作〉方式对数据分组先进行匹配，而后利用所匹配表项的指令集驱动相应动作，但数据融合功能更加关心信息的内容、属性、来源等特征，现有流表匹配域并不能反映出这些特征，需要对匹配域进行修改和完善，同时，对应的动作集中也缺乏驱动数据融合模块进行信息融合的动作描述，因此，也需要对动作集进行扩展和丰富。例如，对于传输功能，当需要数据平面支持灵活配置MAC协议时，需要在传输模块底层驱动上设计专门的接口、指令集以及MAC引擎用于加载和执行用户定义的控制逻辑。因此，如何在工程上真正实现SDATN-AS数据平面所定义功能还需要展开进一步的研究与探索。