provinet : uma plataforma para gerenciamento de redes virtuais programáveis

Wanderson Paim de Jesus Ricardo L. S., Oscar M. C. R. e Lisandro Z. G.

ProViNet: Uma Plataforma para Gerenciamento de Redes Virtuais Programáveis

Computer Networks UFRGS

SBRC – Maio de 2013 – Brasília/DF

SUMÁRIO

1.  MoOvação 2.  Problema 3.  Solução 4.  ProtóOpo 5.  Avaliação 6.  Considerações finais

1 ProViNet: Uma Plataforma para Gerenciamento de Redes Virtuais Programáveis

•  Computadores pessoais

•  Dispositivos móveis

•  Servidores

•  Coisas (IoT)

Borda das Redes de Computadores

MOTIVAÇÃO

INOVAÇÃO

Núcleo das Redes de Computadores

•  Routers

•  Switches

•  APs

MOTIVAÇÃO

INOVAÇÃO

Aplicações da Borda das Redes de Computadores

•  Fácil acesso •  Grande número de desenvolvedores •  Rápida implantação e disponibilização

Mais inovação

MOTIVAÇÃO

INOVAÇÃO

MOTIVAÇÃO

INOVAÇÃO

•  IPv6 •  BGP •  IPSec

•  MPLS •  Multicast •  QoS

Aplicações do Núcleo das Redes de Computadores

•  Difícil acesso •  Poucos desenvolvedores •  Implantação e disponibilização lentas

Menos inovação

MOTIVAÇÃO

BARREIRAS

•  Grandes modificações para adoção de novas soluções

•  LenOdão no processo de padronização

•  Dependência no interesse comercial dos fornecedores de equipamentos de rede

•  Hardware e so_ware proprietários no núcleo das redes

MOTIVAÇÃO

VISÃO HISTÓRICA

•  Redes AOvas (PSOUNIS,1999)

•  Open Signaling (CAMPBELL et al., 1999)

•  Node OperaOng Systems

•  Click Modular Router (MORRIS et al., 1999)

•  Cisco AON

•  Juniper JunOS SDK

•  OpenFlow (MCKEOWN et al., 2008)

•  So_ware-‐Defined Networking (MCKEOWN, 2009)

SUMÁRIO

PROBLEMA

DESCRIÇÃO

Sistema Operacional de Rede

vSwitch

pSwitch

App App App Acesso

Usuários Finais X

PROBLEMA

PROPOSTAS

•  ProtoGENI (FLACK)

PROBLEMA

PROPOSTAS

•  OFELIA Control Framework

PROBLEMA

PROPOSTAS

•  XenServer Distributed Virtual Switch Controller

SUMÁRIO

SOLUÇÃO

CONCEITUAL

Virtualização de Redes

Programabilidade de Redes

Computação em Nuvem

Redes Definidas por So_ware

SOLUÇÃO

CONCEITUAL

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Sistema Operacional de Rede

vSwitch

pSwitch

App App App

SOLUÇÃO

ARQUITETURA

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Slices da RVP

Pool de Controle

Pool de Execução

Controle de Usuários Usuário

Controle de AplicaOvos Servidor

DNS Provedor de Infraestrutura

Virtual

Web GUI

Controle de Slices e Referências

c Módulo de

Administração Administrador

SOLUÇÃO

Provimento de Rede Virtual

Slices da RVP

Pool de Controle

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

PROVIMENTO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Slices da RVP

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

PROVIMENTO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Pool de Controle

Slices da RVP

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Pool de Controle

PROVIMENTO

Slices da RVP

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Pool de Controle

PROVIMENTO

Slices da RVP

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Pool de Controle

PROVIMENTO

Slices da RVP

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Pool de Controle

PROVIMENTO

hop://usuario1.provinet.local

SOLUÇÃO

Programação de Rede Virtual

Slices da RVP

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Pool de Controle

PROGRAMAÇÂO

Slices da RVP

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Pool de Controle

PROGRAMAÇÂO

Slices da RVP

Pool de Execução

Virtual

Web GUI

c Módulo de

SOLUÇÃO

Pool$de$Execução$

Pool$de$Controle$

Slices$

2$ SBAPI

Usuário Final

Pool de Controle

PROGRAMAÇÂO

SOLUÇÃO

ABORDAGEM

Pool$de$Controle$

Formato de chamada REST (http://<referenciacontrolador>/<serviço>)

Pool$de$Execução$

Hypervisor Hypervisor

Exemplo: http://user1.provinet.local/getTopology

Exemplo: http://user2.provinet.local/sw/1/setFlow

user1.provinet.local : 192.168.1.20, 192.168.1.21 <nome> : <IP-do-controlador-principal>, <secundário>,...

user2.provinet.local : 192.168.1.30, 192.168.1.31

Máquinas virtuais rodando o(s) controlador(es)

Máquina virtual rodando o aplicativo do usuário

Slice do user1

.30 .31

Servidor de DNS

NBAPI Slice do user2

SOLUÇÃO

VANTAGENS

Pool$de$Controle$

Pool$de$Execução$

Slice do user1

.30 .31

Servidor de DNS

Isolamento

SOLUÇÃO

VANTAGENS

Pool$de$Controle$

Pool$de$Execução$

Slice do user1

.30 .31

Servidor de DNS

Balanceamento de Carga

SOLUÇÃO

VANTAGENS

Pool$de$Controle$

Pool$de$Execução$

Slice do user1

.30 .31

Servidor de DNS

Tolerância a Falha

SUMÁRIO

PROTÓTIPO

TECNOLOGIAS

Slices da RVP

Pool de Controle

Pool de Execução

DNS HyFS

Web GUI

c Módulo de

Bootstrap

SUMÁRIO

AVALIAÇÂO

CASO de ESTUDO 5 Parte 1 – Provimento

Controladores 2 Topologia da rede virtual 7 switches e 4 hosts

AVALIAÇÂO

CRIAÇÃO de SLICES

Instanciação de 2 controladores 12,82s

Provimento da Infra (PIV) 57,81s

Configuração dos Subdomínios 0,04s

Total 70,67s

AVALIAÇÂO

CASO de ESTUDO 5 Parte 2 – Programação

•  Chamada entre o Pool de Execução e o de Controle

•  h8p://provinet.local/wm/core/controller/switches/json

Controladores [1 – 5] Topologia da rede virtual 7 switches e 4 hosts

AVALIAÇÂO

Plano de Controle

20 40 60 80 100

Número de requisições

Número de Controladores

SUMÁRIO

CONSIDERAÇÕES FINAIS

VISÃO GERAL

•  Problema: Falta de acesso a usuários finais em redes virtuais

•  Hipótese: Aumentando o número de usuários aptos a propor e implantar soluções de rede, maior será a quanOdade de soluções inovadoras

•  Solução: Plataforma de gerenciamento de RVP

•  Contribuições:

•  Abordagem de gerenciamento do Plano de Controle

•  Arquitetura para coordenar a programação de RVP

TRABALHOS FUTUROS

•  Aprimorar metodologia de programabilidade

•  Explorar a alta disponibilidade no plano de controle

•  Executar avaliações qualitaOvas

•  Padronização de chamadas entre ProViNet e PIV

•  Promover o comparOlhamento de soluções

TRABALHOS FUTUROS

•  Prateleiras de serviços de rede virtual

Usuários Finais

FOLLOWING ProViNet

•  Wanderson P. J., Juliano A. W., Lisandro Z. G. (2013). ProViNet – An Open Plauorm for Programmable Virtual Network Management. Em Proceedings of 37th IEEE Computer SoGware and ApplicaIons Conference (COMPSAC 2013)

•  hop://github.com/computer-‐networks-‐ufrgs/provinet

•  hop://www.futureinternet.br

•  YouTube: “ProViNet – SDN Management Plauorm”

wanderson.paim@inf.ufrgs.br

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