To ensure the quality of service of an end-to-end connection, current network solutions are mostly dependable on the differentiation between different classes of traffic. The Software-defined networking (SDN) architecture has emerged to offer network programmability, giving to network operators a programmatic control over their network. In SDN, network devices are programmed in many ways, having a standard, open, and vendor-agnostic interface, e.g., OpenFlow, enabling the control plane to instruct the forwarding behavior of network devices from different vendors. In this paper, we introduce the Programmable Labels (ProgLab) approach to support traffic differentiation with QoS guarantees as a low-cost alternative built over an SDN architecture. The idea relies on the simplification of a packet-forwarding operation which relies on the remainder of a division, instead of classical table lookup method. ProgLab computes programmable label at the control plane by solving a congruence system from Residue Number System and the co-prime numbers assigned to the switches in the path of an end-to-end connection. Such label has a meaning within this network that expresses the entire route, addressing the respective traffic class at each switch’s logical queue along the path. ProgLab approach has been implemented through the P4 language and evaluated through an emulation-based evaluation. The experiments demonstrated the feasibility of ProgLab and showed its ability in providing QoS differentiation on demand.

为了确保端到端连接的服务质量，当前的网络解决方案主要取决于不同流量类别之间的区别。出现了软件定义网络（SDN）体系结构以提供网络可编程性，从而为网络运营商提供对其网络的编程控制。在SDN中，可以通过多种方式对网络设备进行编程，它们具有标准，开放且与供应商无关的接口（例如OpenFlow），从而使控制平面能够指示来自不同供应商的网络设备的转发行为。在本文中，我们介绍了可编程标签（ProgLab）方法，以QoS保证来支持流量区分，这是一种基于SDN架构的低成本替代方案。这个想法依赖于分组转发操作的简化，该操作依赖于除法的其余部分，而不是经典的表查找方法。ProgLab通过解决残数系统中的同余系统以及端到端连接路径中分配给交换机的互质数，从而在控制平面上计算可编程标签。这样的标签在该网络中具有表示整个路由的含义，在路径上的每个交换机的逻辑队列中寻址相应的流量类别。ProgLab方法已通过P4语言实现，并通过基于仿真的评估进行了评估。实验证明了ProgLab的可行性，并展示了其按需提供QoS区分的能力。ProgLab通过解决残数系统中的同余系统以及端到端连接路径中分配给交换机的互质数，从而在控制平面上计算可编程标签。这样的标签在该网络中具有表达整个路由的含义，在沿着路径的每个交换机的逻辑队列中寻址相应的流量类别。ProgLab方法已通过P4语言实现，并通过基于仿真的评估进行了评估。实验证明了ProgLab的可行性，并展示了其按需提供QoS区分的能力。ProgLab通过解决残数系统中的同余系统以及端到端连接路径中分配给交换机的互质数，从而在控制平面上计算可编程标签。这样的标签在该网络中具有表达整个路由的含义，在沿着路径的每个交换机的逻辑队列中寻址相应的流量类别。ProgLab方法已通过P4语言实现，并通过基于仿真的评估进行了评估。实验证明了ProgLab的可行性，并展示了其按需提供QoS区分的能力。在沿路径的每个交换机的逻辑队列中寻址相应的流量类别。ProgLab方法已通过P4语言实现，并通过基于仿真的评估进行了评估。实验证明了ProgLab的可行性，并展示了其按需提供QoS区分的能力。在沿路径的每个交换机的逻辑队列中寻址相应的流量类别。ProgLab方法已通过P4语言实现，并通过基于仿真的评估进行了评估。实验证明了ProgLab的可行性，并展示了其按需提供QoS区分的能力。