Arquitetura e protótipo de uma rede SDN-OpenFlow para provedor de serviço

Abstract

As redes de grande porte, como Provedores de Serviços, são arquiteturas robustas, capazes de dar suporte a grandes volumes de tráfego com características muito diferentes. Seus equipamentos dão suporte a cargas elevadas de processamento e são, ao mesmo tempo, responsáveis por construir a lógica de roteamento e por encaminhar o tráfego. Por terem o controle implementado de forma distribuída e por serem construídas com equipamentos de um limitado número de fabricantes, estas redes apresentam limitações de controle e engenharia de tráfego, di cultando, assim, a diferencia ção entre os serviços que os diversos provedores fornecem. Adicionalmente, a inteligência da rede está oculta nos equipamentos, tornando às inovacões muito lentas e amarradas aos interesses dos fabricantes. Como alternativa a este cenário, este trabalho propõe uma arquitetura de rede SDN-OpenFlow que tenta solucionar os problemas previamente mencionados, bem como os inconvenientes que a característica centralizadora de OpenFlow possui. É apresentada uma arquitetura de rede OpenFlow robusta, capaz de dar suporte a tempos de resposta elevados e a quedas do controlador, sem adição de tempos de espera no estabelecimento de novos uxos e com signi cativa redução na carga submetida ao controlador. Como prova de conceito, é implementado um protótipo utilizando o Open vSwitch como software para a virtualização dos clientes OpenFlow, o Mininet para a criação da topologia e o Ryu como controlador, todos com suporte a OpenFlow 1.3. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Large scale networks, such as Service Providers, are robust architectures, capable of supporting large volumes of tra c with very di erent characteristics. Their network equipment have signi cant processing load, being responsible for building both a routing logic and routing tra c at the same time. By having the network control implemented in a distributed manner and being built with a limited number of vendors, these networks have limitations of control and tra c engineering, hindering the di erentiation between Services Providers. Additionally, the network intelligence is hidden in the network equipment, making the innovations very slow and conditioned to the vendors interests. As an alternative option, this work proposes an SDN-OpenFlow network architecture that tries to improve the previously mentioned problems, and at the same time solves the arising di culties related to the SDN network centralizing feature. With the proposed architecture, a robust OpenFlow network is created to support high controller response times and controller shut down, without additional delays in the creation of ows and with signi cant reduction of controller's load. A prototype has been constructed using Open vSwitch as a virtualization software for OpenFlow clients, Mininet for the topology construction and Ryu as the controller, all with OpenFlow 1.3 support.