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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/20211
Title: HOTOM: a SDN based network virtualization for datacenters
Authors: SILVA, Lucas do Rego Barros Brasilino da
Keywords: Datacenter;Redes Virtuais;Redes Definidas por Software;Comutação em Nuvem;Infraestrutura-como-Serviço;Virtual Network;Software-Defined Network;Cloud Computing
Issue Date: 27-Jul-2015
Publisher: Universidade Federal de Pernambuco
Abstract: Apesar dos hosts servidores de datacenters terem abraçado a virtualização, o núcleo de redes não o fez. Uma rede virtual (VN -virtualnetwork) é uma instância de recursos de rede, como enlaces e nós, construída sobre uma rede física. De fato, VNs é de suma importância para datacenters multi-inquilinos porque facilitam o gerenciamento. Porém, VLANs ainda continuam sendo utilizadas, conduzindo datacenters virtualizados a restriçõesdeescalabilidade. UmaVLANisolaespaçosdeendereçamentodacamada2eosindexaatravésde um valor de 12 bits, o que impõe um limite de apenas 4.096 VNs. Datacenters modernos de Computação em Nuvem têm sido requisitados, cada vez mais, a dar suporte à IaaS e, portanto, devem suplantar estas restrições de escalabilidade. Mesmo nos novos esquemas de tunelamento, como STT, há um efeito colateraldooverhead acrescentandoaoquadrodasmáquinasvirtuais,umavezqueestessãoencapsulados por protocolos de camadas mais altas (UDP, IP) para transmissão pela rede. Além disso, os atuais datacenters virtualizados exigem dispositivos de comutação especializados, aumentando assim o CAPEX, e necessitam de enormes recursos computacionais para calcular os estados dos links virtuais. Recentemente, as Redes Definidas por Software (SDN -Software-DefinedNetworking) surgiram como uma solução para atender a tais requisitos ao permitir programabilidade da rede. SDN desacopla o controle da rede do plano de dados, colocando-o em um controlador central que expõe uma API para desenvolvedores e fornecedores. Como consequência, os controladores têm uma visão unificada e são capazes de executar aplicações de rede customizadas, alcançando flexibilidade e gerenciabilidade sem precedentes. OpenFlow é atualmente a tecnologia SDN mais proeminente. Mesmo com SDN, várias questões permanecem sem resposta. Por exemplo, como prover escalabilidade e dinamicidade a uma rede enquanto se mantém os dispositivos legados no núcleo? Esta dissertação apresenta o HotOM (HotOatMeal), uma nova abordagem para redes de datacenters virtualizados que, utilizando SDN, supera as restrições tradicionais de escalabilidade, permite a programabilidade da rede enquanto utiliza dispositivos de rede legados, preservando, assim, o CAPEX. A parte lógica do HotOM foi implementada em Python no controlador OpenFlow POX. O HotOM foi implantadoeavaliadoemumtestbed real. Análisesdavazão,RTT,tempodeusodeCPUeescalabilidade foram realizadas. Os resultados foram comparados com Ethernet. Adicionalmente, uma validação sobre isolamento entre inquilinos foi realizada, bem como um estudo sobre ooverhead da proposta. O HotOM escala até 16.8M VNs e obtém 47%, 44% e 41% menos overhead que STT, VXLAN e NVGRE. Finalmente foi conduzida uma análise qualitativa entre HotOM e estado da arte em redes virtuais de datacenter, demonstrando-se comparativamente que o HotOM agrega vantagens: ele atende a praticamente todas as características avaliadas, mais que qualquer outra tecnologia apresentada.
URI: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/20211
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado - Ciência da Computação

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