Avaliação de desempenho de um controlador SDN implementado como uma VNF

Abstract

A implementação de serviços de rede em dispositivos embarcados proprietários tem impedido o avanço e a evolução da rede, induzindo um problema denominado ossificação. Aproveitando os benefícios da virtualização, NFV se constitui em uma abordagem que dissocia os serviços de rede do hardware subjacente, permitindo a virtualização de funções de rede em servidores de propósito geral resultando em redução de OPEX/CAPEX. Integrado com SDN, a arquitetura NFV Definida por Software tem o potencial de oferecer mais agilidade e flexibilidade no encaminhamento de tráfego e no encadeamento de funções, justificando-se a importância de avaliarmos um controlador SDN implementado como uma NFV, com o objetivo de verificarmos as implicações no desempenho, uma vez que estudos recentes demonstram a degradação de desempenho imposta pela virtualização de funções de rede. No presente trabalho, realizamos experimentos com um controlador SDN implementado como uma função de rede virtual nos hypervisores de código aberto KVM e XEN e comparamos os parâmetros de desempenho mais críticos em relação a um cenário nativo com o propósito de mensurar a degradação de desempenho causada pela virtualização. Cbench foi utilizado para emular redes SDN e avaliar o desempenho e a latência do controlador Floodlight. Os resultados mostram que a virtualização do controlador no ambiente KVM resultou na degradação do processamento de fluxos em 29%, apresentou um aumento do tempo de resposta de 22% e utilizou bem menos o processador em relação ao ambiente Xen, que sobrecarregou a CPU em 25%, mas foi capaz de atingir melhor throughput e alocação de memória RAM quando comparada ao controlador virtualizado em KVM. Finalmente, uma proposta de aplicação SDN de roteamento de QoS e a respectiva infraestrutura NFV de implantação é apresentada como estudo de caso na autarquia federal IF Sertão-PE.