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Título: Estratégias para resiliência em SDN : uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
Autor(es): Spalla, Eros Silva
Orientador: Martinello, Magnos
Data do documento: 10-Jul-2015
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: As Redes Definidas por Software (SDN) separam os planos de dados e de controle. Embora o controlador seja logicamente centralizado, ele deve ser efetivamente distribuído para garantir alta disponibilidade. Desde a especificação OpenFlow 1.2, há novas funcionalidades que permitem aos elementos da rede se comunicarem com múltiplos controladores que podem assumir diferentes papéis -- master, slave, e equal. Entretanto, esses papéis não são suficientes para garantir resiliência no plano de controle, pois delega-se aos projetistas de redes SDN a responsabilidade por essa implementação. Neste artigo, exploramos os papéis definidos no protocolo OpenFlow no projeto de arquiteturas resilientes SDN com base em multi-controladores. Como prova de conceito uma estratégia de replicação ativa foi implementada no controlador Ryu usando o serviço OpenReplica para garantir a consistência dos estados. O protótipo foi testado com switches RouterBoards/MikroTik comerciais e no ambiente Mininet avaliando-se as latências na recuperação de falha, na migração de switches entre controladores, e de processamento de packet-in. Observamos diferentes compromissos de projeto em experimentos em ambiente real e emulado sujeitos a várias cargas nos planos de dados e de controle.
Software Defined Networking (SDN) are based on the separation of control and data planes. The SDN controller, although logically centralized, should be effectively distributed for high availability. Since the specification of OpenFlow 1.2, there are new features that allow the switches to communicate with multiple controllers that can play different roles – master, slave and equal. However, these roles alone are not sufficient to guarantee a resilient control plane and the actual implementation remains an open challenge for SDN designers. In this paper, we explore the OpenFlow roles for the design of resilient SDN architectures relying on multi-controllers. As a proof of concept, a strategy of active replication was implemented in the Ryu controller, using the OpenReplica service to ensure consistent state among the distributed controllers. The prototype was tested with commodity RouterBoards/MikroTik switches and evaluated for latency in failure recovery, switch migration and packet-in latency with different workloads. We observe a set of trade-offs in real experiments with varying workloads at both data and control plane.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4287
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