Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martins, Rafael de Jesus
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/190164
Resumo: O surgimento do conceito de virtualização de funções, em especial as de funções de rede (NFV, do inglês Network Function Virtualization), traz benefícios críticos para as redes do futuro. Oferecendo soluções escaláveis para requisitos naturalmente dinâmicos da rede, as funções virtualizadas podem ser expandidas ou retraídas ao longo da estrutura de rede de acordo com demandas instantâneas. Embora esta orquestração de funções represente ganhos tanto para os operadores quanto para os clientes da rede, o próprio custo da movimentação das funções foi pouco explorado até o momento, especialmente considerando-se a relativamente nova virtualização de funções por containers. Neste artigo, são apresentados os principais trabalhos encontrados sobre o tema, considerando as diferenças presentes entre tecnologias de virtualização disponíveis, e entre estruturas de rede possíveis. Para afirmar o custo imposto pela orquestração de funções virtualizadas, uma série de experimentos são executados em um ambiente controlado, utilizando uma plataforma de virtualização por container bem conhecida. A análise quantitativa dos resultados é então reduzida para uma relação matemática, que auxilia na predição dos custos de tempo e banda associados à orquestração de funções virtualizadas. Finalmente, um estudo de caso é apresentado, no qual as estimativas fornecidas pelo preditor são validadas com os resultados observados. Os resultados obtidos indicam que as predições podem ser precisas dentro de uma faixa razoável, e que portanto futuros algoritmos de orquestração podem beneficiar-se ao considerar tais predições quando estiverem definindo o melhor plano de orquestração disponível.
id UFRGS-2_426c64e3b0294ea454a459ee2d24829f
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/190164
network_acronym_str UFRGS-2
network_name_str Repositório Institucional da UFRGS
repository_id_str
spelling Martins, Rafael de JesusGranville, Lisandro ZambenedettiWickboldt, Juliano Araújo2019-04-09T02:34:39Z2018http://hdl.handle.net/10183/190164001088849O surgimento do conceito de virtualização de funções, em especial as de funções de rede (NFV, do inglês Network Function Virtualization), traz benefícios críticos para as redes do futuro. Oferecendo soluções escaláveis para requisitos naturalmente dinâmicos da rede, as funções virtualizadas podem ser expandidas ou retraídas ao longo da estrutura de rede de acordo com demandas instantâneas. Embora esta orquestração de funções represente ganhos tanto para os operadores quanto para os clientes da rede, o próprio custo da movimentação das funções foi pouco explorado até o momento, especialmente considerando-se a relativamente nova virtualização de funções por containers. Neste artigo, são apresentados os principais trabalhos encontrados sobre o tema, considerando as diferenças presentes entre tecnologias de virtualização disponíveis, e entre estruturas de rede possíveis. Para afirmar o custo imposto pela orquestração de funções virtualizadas, uma série de experimentos são executados em um ambiente controlado, utilizando uma plataforma de virtualização por container bem conhecida. A análise quantitativa dos resultados é então reduzida para uma relação matemática, que auxilia na predição dos custos de tempo e banda associados à orquestração de funções virtualizadas. Finalmente, um estudo de caso é apresentado, no qual as estimativas fornecidas pelo preditor são validadas com os resultados observados. Os resultados obtidos indicam que as predições podem ser precisas dentro de uma faixa razoável, e que portanto futuros algoritmos de orquestração podem beneficiar-se ao considerar tais predições quando estiverem definindo o melhor plano de orquestração disponível.The advent of function virtualization concept, especially that of network functions (Network Function Virtualization, or NFV), presents critical benefits for networks of the future. Offering scalable solutions for network requirements that are dynamic by nature, virtualized functions can be expanded or withdrawn along the network infrastructure according to instantaneous demands. Although the orchestration of virtualized functions present gains for network operators and clients alike, the overhead for moving functions has not been thoroughly explored so far, especially considering functions virtualized by newer container technologies. In this work, we present the most relevant bibliographic references found in the subject, considering the differences in available virtualization technologies, and possible network setups. To assert the associated cost posed by the orchestration of virtualized functions, we utilize a well-known container platform to perform a series of experiment in a controlled environment. Quantitative analysis of the results are then regressed to a mathematical relation for the prediction of time and data transferred associated with the orchestration of virtual functions. Finally, a use case is presented, in which the predictor estimations are validated against observed measurements. Obtained results indicate that predictions can be accurate within reasonable range, and therefore future orchestration algorithms may benefit from considering such predictions when defining the best orchestration plan available.application/pdfengRedes : ComputadoresRedes virtuaisContainer VirtualizationPerformance AnalysisNFVVirtual Function OrchestrationVirtual functions orchestration costs : from identification to predictionCustos para orquestração de funções virtualizadas : da identificação à predição info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de InformáticaPorto Alegre, BR-RS2018Engenharia de Computaçãograduaçãoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001088849.pdf.txt001088849.pdf.txtExtracted Texttext/plain132927http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/190164/2/001088849.pdf.txt4965858c6b295f651dae25c409b0c41bMD52ORIGINAL001088849.pdfTexto completo (inglês)application/pdf2078703http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/190164/1/001088849.pdf0bbcb9bf6aa4e3db0c9226ae477794cdMD5110183/1901642021-05-26 04:44:58.237439oai:www.lume.ufrgs.br:10183/190164Repositório de PublicaçõesPUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestopendoar:2021-05-26T07:44:58Repositório Institucional da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction
dc.title.alternative.pt.fl_str_mv Custos para orquestração de funções virtualizadas : da identificação à predição
title Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction
spellingShingle Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction
Martins, Rafael de Jesus
Redes : Computadores
Redes virtuais
Container Virtualization
Performance Analysis
NFV
Virtual Function Orchestration
title_short Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction
title_full Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction
title_fullStr Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction
title_full_unstemmed Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction
title_sort Virtual functions orchestration costs : from identification to prediction
author Martins, Rafael de Jesus
author_facet Martins, Rafael de Jesus
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Martins, Rafael de Jesus
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Granville, Lisandro Zambenedetti
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Wickboldt, Juliano Araújo
contributor_str_mv Granville, Lisandro Zambenedetti
Wickboldt, Juliano Araújo
dc.subject.por.fl_str_mv Redes : Computadores
Redes virtuais
topic Redes : Computadores
Redes virtuais
Container Virtualization
Performance Analysis
NFV
Virtual Function Orchestration
dc.subject.eng.fl_str_mv Container Virtualization
Performance Analysis
NFV
Virtual Function Orchestration
description O surgimento do conceito de virtualização de funções, em especial as de funções de rede (NFV, do inglês Network Function Virtualization), traz benefícios críticos para as redes do futuro. Oferecendo soluções escaláveis para requisitos naturalmente dinâmicos da rede, as funções virtualizadas podem ser expandidas ou retraídas ao longo da estrutura de rede de acordo com demandas instantâneas. Embora esta orquestração de funções represente ganhos tanto para os operadores quanto para os clientes da rede, o próprio custo da movimentação das funções foi pouco explorado até o momento, especialmente considerando-se a relativamente nova virtualização de funções por containers. Neste artigo, são apresentados os principais trabalhos encontrados sobre o tema, considerando as diferenças presentes entre tecnologias de virtualização disponíveis, e entre estruturas de rede possíveis. Para afirmar o custo imposto pela orquestração de funções virtualizadas, uma série de experimentos são executados em um ambiente controlado, utilizando uma plataforma de virtualização por container bem conhecida. A análise quantitativa dos resultados é então reduzida para uma relação matemática, que auxilia na predição dos custos de tempo e banda associados à orquestração de funções virtualizadas. Finalmente, um estudo de caso é apresentado, no qual as estimativas fornecidas pelo preditor são validadas com os resultados observados. Os resultados obtidos indicam que as predições podem ser precisas dentro de uma faixa razoável, e que portanto futuros algoritmos de orquestração podem beneficiar-se ao considerar tais predições quando estiverem definindo o melhor plano de orquestração disponível.
publishDate 2018
dc.date.issued.fl_str_mv 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-04-09T02:34:39Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/190164
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001088849
url http://hdl.handle.net/10183/190164
identifier_str_mv 001088849
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Repositório Institucional da UFRGS
collection Repositório Institucional da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/190164/2/001088849.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/190164/1/001088849.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 4965858c6b295f651dae25c409b0c41b
0bbcb9bf6aa4e3db0c9226ae477794cd
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1815447239223410688