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Developing a multi-switch capable framework for Flow Delegation

Developing a multi-switch capable framework for Flow Delegation
chair:Software Defined Networking
type:Bachelorarbeit
time:2016
advisor:

Robert Bauer

person in charge:Ioannis Papamanoglou

Software Defined Networking (SDN) hat sich in den letzten Jahren als flexibles Paradigma der Netzwerksteuerung und als Alternative zu klassischen IP-Netzen etabliert. SDN sieht eine strikte Trennung zwischen Control-Plane und Data-Plane vor und lagert Kontrollentscheidungen in eine externe Komponente aus, den sogenannten SDN-Controller. Applikationen inner- oder oberhalb des Controllers entscheiden dann flowbasiert darüber, wie die kontrollierten SDN-Switches ankommende Pakete verarbeiten sollen. Diese Entscheidungen werden in einer sogenannten Flowtable gespeichert. Aus Performanzgründen ist die Flowtable eines SDN-Switches normalerweise als Ternary Content Addressable Memory (TCAM) implementiert und stellt nur begrenzten Platz zur Verfügung. Da die Größe der Flowtable die Leistungsfähigkeit eines softwarebasierten Netzes maßgeblich beeinflusst, wurde am Institut für Telematik (KIT) ein auf Delegation basierendes Konzept entwickelt, das es einem Switch mit Flowtable-Engpass erlaubt, sich bei Bedarf zusätzliche Kapazität bei einem benachbarten Switch auszuleihen. Dieses Verfahren wird Port Based Capacity Extensions (PBCE) genannt.

Im Rahmen von Vorarbeiten zu PBCE wurde bereits ein erster Prototyp für den Ryu-Controller entwickelt. Dieser Prototyp kann jedoch nur mit einer einzigen (statisch vorgegebenen) Topologie verwendet werden. Ziel der Bachelorarbeit war es daher, ein PBCE Framework zu entwickeln, dass mit beliebigen Topologien umgehen und verschiedene Heuristiken integrieren kann. Das entwickelte Framework sollte im Anschluss in Bezug auf Funktionalität und Performanz evaluiert werden. Hierfür musste zusätzlich zum PBCE Framework eine passende Evaluationsumgebung entwickelt und umgesetzt werden.