Network VerificationAs we move from

Network Verification

As we move from software on disk (e.g., Office) to Software-as-a-service delivered over the network (e.g., Ofice365) it is imperative that network down times not diminish service availability. Network verification seeks to guarantee correct operation of our data center and core networks by leveraging work in formal methods for programs. Despite the presence of cables and routers, a network can be viewed abstractly as a “program” that takes packets from the input edges of the network and outputs packets to the output edge.

This leads to a broad research agenda: building tools that are the equivalents of testers, static checkers, and compilers for Microsoft networks. New research is required because differences in the networking domain require rethinking classical verification tools (e.g., model checking, symbolic testing) to produce new concepts. At MSR, we have built four tools including SecGuru (used operationally within Azure), NetSonar (aspects of which are in Autopilot), Batfish (which can predict the effect of routing configuration changes), and Network Optimized Datalog (which can check reachability across firewalls and load balancers). This is joint work between the MNR and RiSE groups, various network product teams, and external researchers in Stanford and UCLA.

In ongoing work, we are 1) improving the scalability of reachability checks by leveraging symmetries in data center topologies; 2) improving the speed of configuration change analysis by decomposing and modularizing the analysis logic into smaller chunks; and 3) proving correctness under all topologies and route announcements through symbolic execution of configurations.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตรวจสอบเครือข่ายเป็นเราไปจากซอฟต์แวร์บนดิสก์ (เช่น สำนักงาน) ซอฟต์แวร์เป็น มี บริการจัดส่งผ่านเครือข่าย (เช่น Ofice365) มัน เป็นความจำที่เครือข่ายลงเวลาไม่หรอใจ ตรวจสอบเครือข่ายพยายามที่จะรับประกันการดำเนินงานของศูนย์ข้อมูลของเราถูกต้อง และทำงานเครือข่ายหลัก โดยใช้วิธีการทางโปรแกรม แม้สถานะของสายและเราเตอร์ เครือข่ายสามารถดู abstractly เป็น "โปรแกรม" ที่ใช้แพคเก็ตจากขอบสัญญาณของเครือข่าย และแสดงผลแพคเก็ตเพื่อขอบออกนี้นำไปสู่วาระวิจัยกว้าง: สร้างเครื่องมือที่เทียบเท่าของการทดสอบ หมากฮอสคง และคอมไพเลอร์สำหรับเครือข่าย Microsoft งานวิจัยใหม่นั้นจำเป็นต้องได้เนื่องจากความแตกต่างในโดเมนเครือข่ายจำเป็นต้องทบทวนคลาสสิกตรวจสอบเครื่องมือ (เช่น การตรวจสอบรูปแบบ สัญลักษณ์การทดสอบ) เพื่อสร้างแนวคิดใหม่ ที่ MSR เราได้สร้างเครื่องมือสี่รวมทั้ง SecGuru (ใช้ภายใน Azure), NetSonar (ด้านที่เป็นต่อกับระบบ), หูช้างกลม (ซึ่งสามารถทำนายผลของการเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่าสายงานการผลิต), และเครือข่ายเพิ่มประสิทธิภาพ Datalog (ซึ่งสามารถตรวจสอบ reachability ข้ามไฟร์วอลล์ และโหลดบาลานเซอร์) โดยทำงานร่วมกันระหว่างกลุ่ม MNR และเพิ่มขึ้น ทีมงานผลิตภัณฑ์เครือข่ายต่าง ๆ และนักวิจัยภายนอกสแตนฟอร์ดและ UCLAในการทำงานอย่างต่อเนื่อง เราเป็น 1) ปรับปรุงขยับ reachability เช็ค โดยใช้ symmetries ในข้อมูลศูนย์โท 2) ความเร็วของการตั้งค่าคอนฟิกการเปลี่ยนแปลงวิเคราะห์ปรับปรุงพืชพันธุ์ และ modularizing ตรรกะวิเคราะห์เป็นก้อนเล็กลง และ 3) พิสูจน์ความถูกต้องภายใต้โทและประกาศเส้นทางผ่านสัญลักษณ์การดำเนินการกำหนดค่าทั้งหมด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การตรวจสอบเครือข่ายในขณะที่เราย้ายจากซอฟแวร์บนดิสก์ (เช่นสำนักงาน) เพื่อ Software-as-a-Service ส่งผ่านเครือข่าย (เช่น Ofice365) มีความจำเป็นที่โครงข่ายลดลงครั้งได้ลดน้อยลงพร้อมบริการ การตรวจสอบเครือข่ายพยายามที่จะรับประกันการใช้งานที่ถูกต้องของศูนย์ข้อมูลและเครือข่ายหลักของเราโดยใช้ประโยชน์จากการทำงานในวิธีการอย่างเป็นทางการสำหรับโปรแกรม . แม้จะมีการปรากฏตัวของสายและเราเตอร์เครือข่ายที่สามารถดูเป็นนามธรรมเป็น "โปรแกรม" ที่จะแพ็คเก็ตจากขอบการป้อนข้อมูลของเครือข่ายและผลแพ็กเก็ตไปที่ขอบการส่งออกนี้นำไปสู่วาระการวิจัยในวงกว้าง: เครื่องมือสร้างที่มี เทียบเท่าของการทดสอบ, หมากฮอสคงที่และคอมไพเลอร์สำหรับเครือข่ายไมโครซอฟท์ งานวิจัยใหม่ที่ถูกต้องเนื่องจากความแตกต่างในโดเมนเครือข่ายต้องมีการทบทวนการตรวจสอบเครื่องมือที่คลาสสิก (เช่นการตรวจสอบรูปแบบการทดสอบสัญลักษณ์) ในการผลิตความคิดใหม่ ที่ MSR เราได้สร้างเครื่องมือรวมทั้งสี่ SecGuru (ใช้ในการดำเนินงานภายใน Azure) NetSonar (ด้านที่อยู่ใน Autopilot) Batfish (ซึ่งสามารถคาดการณ์ผลกระทบของการกำหนดเส้นทางการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่า) และเครือข่ายเพิ่มประสิทธิภาพ Datalog (ซึ่งสามารถตรวจสอบการเชื่อมข้าม ไฟร์วอลล์และ balancers โหลด) นี่คือการทำงานร่วมกันระหว่าง MNR และกลุ่มเพิ่มขึ้นทีมงานผลิตภัณฑ์เครือข่ายต่างๆและนักวิจัยภายนอก Stanford และยูซีแอล. ในการทำงานอย่างต่อเนื่องเราคือ 1) การปรับปรุงการขยายขีดความสามารถของการตรวจสอบการเชื่อมโดยการใช้ประโยชน์จาก symmetries ในข้อมูลโครงสร้างศูนย์; 2) การปรับปรุงความเร็วของการวิเคราะห์เปลี่ยนการตั้งค่าโดยการย่อยสลายและ modularizing ตรรกะการวิเคราะห์เป็นชิ้นเล็กนั้น และ 3) พิสูจน์ความถูกต้องภายใต้โครงสร้างทั้งหมดและประกาศเส้นทางที่ผ่านการดำเนินการที่เป็นสัญลักษณ์ของการกำหนดค่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เครือข่ายการตรวจสอบ

ตามที่เราย้ายจากดิสก์ ( เช่นซอฟต์แวร์สำนักงาน ) เพื่อ software-as-a-service ส่งผ่านเครือข่าย ( เช่น ofice365 ) ขวางที่เครือข่ายไม่ลดทอนลงครั้งที่ใช้บริการ ตรวจสอบเครือข่ายและเพื่อประกันการดำเนินการที่ถูกต้องของศูนย์ข้อมูลและเครือข่ายหลักโดยใช้ประโยชน์จากการทำงานในวิธีที่เป็นทางการสำหรับโปรแกรมแม้จะมีการแสดงตนของสายเคเบิลและเราเตอร์เครือข่ายที่สามารถดู abstractly เป็นโปรแกรมที่จะนำแพ็กเก็ตจากการป้อนข้อมูลที่ขอบของเครือข่ายแพ็คเก็ตและผลผลิตเพื่อการส่งออกขอบ

นี้นำไปสู่วาระการวิจัยกว้าง : สร้างเครื่องมือที่เป็นวิธีทดสอบ , หมากฮอสแบบคงที่ และสำหรับเครือข่าย Microsoft คอมไพเลอร์ .งานวิจัยใหม่เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากความแตกต่างในเครือข่ายโดเมนต้องทบทวนเครื่องมือการตรวจสอบคลาสสิก ( เช่นการตรวจสอบรูปแบบการทดสอบเชิงสัญลักษณ์ ) เพื่อสร้างแนวคิดใหม่ ที่ MSR เราได้สร้างสี่รวมทั้งเครื่องมือ secguru ( ใช้ operationally ภายในสีฟ้า ) , netsonar ( ด้านซึ่งอยู่ใน autopilot ) หูช้าง ( ซึ่งสามารถทำนายผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการปรับแต่ง )ข้อมูลคืนที่ดีที่สุดและเครือข่าย ( ซึ่งสามารถตรวจสอบ reachability ข้ามไฟร์วอลล์และโหลด balancers ) นี้คือการทำงานร่วมกันระหว่างพรรคขบวนการสาธารณรัฐแห่งชาติและกลุ่มเพิ่มขึ้น ทีมงานเครือข่ายผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ และนักวิจัยจากภายนอกใน Stanford และ UCLA .

ในงานอย่างต่อเนื่อง เรามี 1 ) การปรับปรุงระบบการตรวจสอบ reachability โดยใช้ประโยชน์จากสมมาตรในรูปแบบ Data Center ;2 ) การปรับปรุงความเร็วในการเปลี่ยนการตั้งค่าของ modularizing โดยการวิเคราะห์และการวิเคราะห์ตรรกะเป็นชิ้นเล็กลง และ 3 ) พิสูจน์ความถูกต้องภายใต้รูปแบบและเส้นทางการประกาศผ่านสัญลักษณ์ของการตั้งค่า