Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Spalla, Eros Silva
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4287
Resumo: 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.
id UFES_d1a088f6d08be38108c11a0a2f60c448
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/4287
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Martinello, MagnosSpalla, Eros SilvaObelheiro, Rafael RodriguesVillaça, Rodolfo da Silva2016-08-29T15:33:22Z2016-07-112016-08-29T15:33:22Z2015-07-10Software 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.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.TextSPALLA, Eros Silva. Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados. 2015. 73 f. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2015.http://repositorio.ufes.br/handle/10/4287porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em InformáticaPrograma de Pós-Graduação em InformáticaUFESBRCentro TecnológicoOpenFlowHigh-AvailabilityResilienceSDNRedes definidas por software (SDN)OpenFlow (Protocolo de rede de computador)Alta-disponibilidadeResiliência (Traço da personalidade)Ciência da Computação004Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicadosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALDissertação de mestrado - Versão final.pdfapplication/pdf2374812http://repositorio.ufes.br/bitstreams/6e8d526f-57c2-4f20-95b1-0396f1fdf0f7/download451a93c76906d24965d0ea838edf582fMD5110/42872024-06-28 16:10:41.585oai:repositorio.ufes.br:10/4287http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-06-28T16:10:41Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
title Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
spellingShingle Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
Spalla, Eros Silva
OpenFlow
High-AvailabilityResilience
SDN
Redes definidas por software (SDN)
OpenFlow (Protocolo de rede de computador)
Alta-disponibilidade
Ciência da Computação
Resiliência (Traço da personalidade)
004
title_short Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
title_full Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
title_fullStr Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
title_full_unstemmed Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
title_sort Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados
author Spalla, Eros Silva
author_facet Spalla, Eros Silva
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Martinello, Magnos
dc.contributor.author.fl_str_mv Spalla, Eros Silva
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Obelheiro, Rafael Rodrigues
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Villaça, Rodolfo da Silva
contributor_str_mv Martinello, Magnos
Obelheiro, Rafael Rodrigues
Villaça, Rodolfo da Silva
dc.subject.eng.fl_str_mv OpenFlow
High-AvailabilityResilience
topic OpenFlow
High-AvailabilityResilience
SDN
Redes definidas por software (SDN)
OpenFlow (Protocolo de rede de computador)
Alta-disponibilidade
Ciência da Computação
Resiliência (Traço da personalidade)
004
dc.subject.por.fl_str_mv SDN
Redes definidas por software (SDN)
OpenFlow (Protocolo de rede de computador)
Alta-disponibilidade
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Ciência da Computação
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Resiliência (Traço da personalidade)
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 004
description 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.
publishDate 2015
dc.date.issued.fl_str_mv 2015-07-10
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-08-29T15:33:22Z
dc.date.available.fl_str_mv 2016-07-11
2016-08-29T15:33:22Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SPALLA, Eros Silva. Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados. 2015. 73 f. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2015.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/4287
identifier_str_mv SPALLA, Eros Silva. Estratégias para resiliência em SDN: uma abordagem centrada em multi-controladores ativamente replicados. 2015. 73 f. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2015.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/4287
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Informática
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Informática
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Tecnológico
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Informática
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/6e8d526f-57c2-4f20-95b1-0396f1fdf0f7/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 451a93c76906d24965d0ea838edf582f
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1804309195285069824