GENI的三层体系架构

整个GENI的体系结构被分成三个层次，在文中表示为物理底层、用户服务和GMC(GENI Management Core，GENI的管理核心)。

在最底层，GENI提供了一套物理设施（如路由器、处理器、链路、无线设备），我们称其为物理底层。底层的设计是为了确保物理资源、布局和互联拓扑足以支持GENI的研究目标。

在顶层，GENI的用户服务提供了一套丰富的用户可见的支持服务，旨在让底层设施实现可访问，而且满足研究的目标。伴随研究人员需求的变化以及GENI复杂性的提升，我们希望这套用户服务也会发生变化和发展。整个GENI体系结构的一个关键目标就是能让这些服务在整个设施的生命期中不断发展。

在物理底层和用户服务之间，是GENI管理核心，简称GMC。GMC的目的在于定义一个稳定的、可预知的、长期的框架——抽象层、接口、命名空间以及核心服务——以便将GENI体系结构绑定在一起。因为GENI的物理底层和用户服务都会伴随设施的建设和使用而快速地发展和进化，所以，GMC在设计时就需要定义一套瘦小的机制，从而既能支持和促进发展，又能将系统不同部分的变化隔离开来，以使独立地发展成为可能。

通过分析现有互联网的体系结构，可知GENI的体系结构是与沙漏模型相吻合的：GMC对应IP层以及它的编址路由和服务模型（我们将其定义为GENI沙漏的“细腰”）；而上层的管理服务对应于那些附加的用于将Internet系统完整化的功能（如HTTP，WWW，SKYPE）；GENI的底层则对应一套构造物理Internet的计算和网络设施。本文重阐述定义GMC的最初设计，但同时又勾勒出整个GENI体系结构的框架。

为了从功能上来描述GENI，必须把GMC缩减为一个特定的实现。这个实现称作GENI管理核心实现（简称GMCI）。GMCI为整个GENI系统提供了两个关键元素，这就是一小套系统运行所需要的核心服务，以及一个下层的通信和远程操作调用框架，以便让GENI的元素彼此通讯。GMCI的一大重要性，在于它可以让不同的功能实现，为不同版本的非核心态用户服务，使之轻松地加入系统。

值得注意的是，GMC并不是一套管理服务或者说操作中心，它只是定义了一个可以实现这些管理服务或操作的框架。

同样，我们需要区分狭义的作为NSF设施建设项目的GENI（我们称其为“GENI proper”或者 “NSF GENI”），与更大规模的联盟化的GENI设施（我们称其为“GENI生态系统”）。本文定义的GMC是从GENI生态系统的角度说的（比如GMC明确地支持联盟），尽管我们经常用NSF资助的项目来描述GENI体系结构的某些方面。

GMC涉及的玩家

GMC涉及不同类别的用户和组织：

部分底层的拥有者。他们要对设备的外部行为负责，而且要为他们这部分底层的使用制定政策。

部分GENI的管理员。他们为上述拥有者服务，或者隶属于GENI。他们的任务是保证平台的运行，为研究人员提供服务，并防止恶意的或者损坏性的活动破坏平台。

基础设施服务的开发人员。他们在GMC功能的基础上，为GENI社区实现通用服务。

使用GENI的研究人员。他们用GENI进行、运行实验、部署试验性服务或测量等。

不附属于GENI的终端用户。但他们使用了GENI上运行的研究项目提供的服务。

困惑或关心GENI上运行试验效果的人。因为他们自己的产业可能是受到影响的第三方。

GMC并不直接满足这些群体的需求，事实上很多用户会通过中介服务与底层打交道。取而代之的是，我们可以把GMC的目标划分成支持这些高级服务的不同活动。

GMC可控可扩展的行为

基于上述的玩家，我们确定了GMC必须进行的活动：

第一，允许拥有者声明掌控底层设施的资源分配和使用策略，并且提供一套机制保证这那些策略实施。

第二，允许管理员管理GENI的底层，包括安装新的物理设备，淘汰老损的设备，安装或更新系统软件，以及监测GENI的性能、功能和安全性。另外，管理必须分开化，必须有多于一个的机构管理分离的GENI站点。这样，既能让个人管理自己的机器，也要让一些大机构联合起来大粒度地管理。

第三，允许研究人员建立和推广，充分为他们分配资源以及运行试验软件。例如方便地安装库或运行时语言，这有可能由上层服务来提供的。在这种情况下，GMC的目标是支持这样的服务。同时，GMC应该为研究人员的应用、试验和服务提供一个执行环境。这些执行环境必须是灵活的（比如支持一套宽泛的程序行为），并且运转良好。

第四，将GENI底层的信息暴露给开发人员。这样他们就可以实施高层的监控、测量、审计和资源发现服务。从某种意义上来说，GMC可以被认作GENI这个分布式系统的模拟核心，所以，在可控的前提下，应该把信息暴露给那些管理系统，以高效使用或者科学地观察其服务。

GENI的一个中心目标就是提供一套接口，通过它，研究人员可以请求资源，拥有者可以按照对这些资源的限制来制定策略。这些请求/限制包含如下内容：

资源：可以请求/限制用户试验消耗的处理器、存储、内存以及网络资源的量。

特权：可以请求/限制试验可以调用的特权操作。比如访问测量传感器，以及基础设施服务读写系统状态的权力。

包含：可以请求/限制一个试验怎样与网络的其它部分交互。比如一个试验用什么样的地址和端口与现有的Internet连接，向某个特定地址发包的速率，以及可以生成的包的类型。