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Modelo de tráfego em um cluster SDN ONOS/Atomix

The software-defined network (SDN) is an emerging network paradigm that overcomes the limitations of a traditional network infrastructure. SDN can improve the monitoring, management, security and engineering of network traffic through a central controller. The SDN architecture with a single controll...

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Autor principal:	Gemmer, Davi Daniel
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Redes de computadores Engenharia de tráfego Framework (Arquivo de computador) Computer networks Traffic engineering Framework (Computer file) CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO Engenharia/Tecnologia/Gestão
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26460
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id	riut-1-26460
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spelling	riut-1-264602021-11-20T06:06:17Z Modelo de tráfego em um cluster SDN ONOS/Atomix Traffic model in an ONOS/Atomix SDN cluster Gemmer, Davi Daniel Foronda, Augusto https://orcid.org/0000-0003-2253-2924 http://lattes.cnpq.br/7103296555987124 Foronda, Augusto https://orcid.org/0000-0003-2253-2924 http://lattes.cnpq.br/7103296555987124 Góis, Lourival Aparecido de https://orcid.org/0000-0002-9435-5472 http://lattes.cnpq.br/6240013151229068 Pacheco, Mauricio Zadra https://orcid.org/0000-0002-7188-4400 http://lattes.cnpq.br/6951148118690656 Redes de computadores Engenharia de tráfego Framework (Arquivo de computador) Computer networks Traffic engineering Framework (Computer file) CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO Engenharia/Tecnologia/Gestão The software-defined network (SDN) is an emerging network paradigm that overcomes the limitations of a traditional network infrastructure. SDN can improve the monitoring, management, security and engineering of network traffic through a central controller. The SDN architecture with a single controller has disadvantages, such as low reliability and scalability. To solve these problems, the distributed SDN architecture emerged, where the network is controlled by a cluster with several controllers. To ensure the consistency of the network information, a consensus protocol is required to update the information and the synchronization of the controllers. There are two consistency models for SDN networks: eventual consistency and strong consistency. Strong consistency means that data readings on different controllers always produce the same result, while eventual consistency means that there are transient periods when readings on different controllers can produce different values. An example of an eventual consistency protocol is Anti-Entropy and a strong consistency is Raft. The consistency protocol chosen by each controller influences the amount of traffic between the controllers, which is used in the design of dimensioning the links between the controllers. In this work, an analytical model is developed in this work to determine the traffic between controllers as a function of the number of switches and links for a cluster of 3 controllers. Traffic analysis between ONOS controllers is made in two architectures: one with ONOS controllers, which will be called ONOS architecture and the other with ONOS controllers with the Atomix framework, which will be called ONOS/Atomix architecture. The analysis is done in two situations: with a different number of switches on each controller and with a different number of controllers. And the influence of traffic on the control plane on data plan traffic is also analyzed. The results show that the ONOS and ONOS/Atomix architecture have approximately the same traffic between controllers in different scenarios. Traffic grows directly proportional to the increase in the number of switches on the network and to the increase in the number of controllers. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A rede definida por software (SDN) é um paradigma de rede emergente que supera as limitações de uma infraestrutura de rede tradicional. A SDN pode melhorar o monitoramento, gerenciamento, segurança e engenharia do tráfego de rede através de um controlador central. A arquitetura SDN com um único controlador apresenta algumas desvantagens, tais como baixa confiabilidade e escalabilidade. Para resolver estes problemas, surgiu a arquitetura SDN distribuída, onde a rede é controlada por um cluster com vários controladores. Mas para garantir a consistência das informações da rede, é necessário um protocolo de consenso para atualizar as informações e a sincronização dos controladores. Existem dois modelos de consistência para redes SDN: consistência eventual e consistência forte. Na consistência forte as leituras dos dados em diferentes controladores produzem sempre o mesmo resultado, ao passo que na consistência eventual há períodos transientes em que as leituras em diferentes controladores podem produzir diferentes valores. Um exemplo de protocolo de consistência eventual é o Anti-Entropy e de consistência forte é o Raft. E o protocolo de consistência escolhido por cada controlador influencia na quantidade de tráfego entre os controladores, que é usado no projeto de dimensionamento dos enlaces entre os controladores. Neste trabalho é desenvolvido um modelo analítico para determinar o tráfego entre controladores em função do número de switches e de enlaces para um cluster de 3 controladores. É feita a medição e análise do tráfego entre controladores ONOS em duas arquiteturas: uma só com controladores ONOS, que será chamada de arquitetura ONOS e outra com controladores ONOS mais o framework Atomix, que será chamado de arquitetura ONOS/Atomix. A análise é feita em duas situações: com um número diferente de switches em cada controlador e com um número diferente de controladores. Os resultados mostram que a arquitetura ONOS e ONOS/Atomix tem aproximadamente o mesmo tráfego entre controladores em diversos cenários. O tráfego em cada enlace cresce diretamente proporcional com o aumento do número de switches e enlaces da rede e diminui com o aumento do número de controladores. 2021-11-19T22:12:03Z 2021-11-19T22:12:03Z 2021-10-25 masterThesis GEMMER, Davi Daniel. Modelo de tráfego em um cluster SDN ONOS/Atomix. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26460 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UTFPR
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description	The software-defined network (SDN) is an emerging network paradigm that overcomes the limitations of a traditional network infrastructure. SDN can improve the monitoring, management, security and engineering of network traffic through a central controller. The SDN architecture with a single controller has disadvantages, such as low reliability and scalability. To solve these problems, the distributed SDN architecture emerged, where the network is controlled by a cluster with several controllers. To ensure the consistency of the network information, a consensus protocol is required to update the information and the synchronization of the controllers. There are two consistency models for SDN networks: eventual consistency and strong consistency. Strong consistency means that data readings on different controllers always produce the same result, while eventual consistency means that there are transient periods when readings on different controllers can produce different values. An example of an eventual consistency protocol is Anti-Entropy and a strong consistency is Raft. The consistency protocol chosen by each controller influences the amount of traffic between the controllers, which is used in the design of dimensioning the links between the controllers. In this work, an analytical model is developed in this work to determine the traffic between controllers as a function of the number of switches and links for a cluster of 3 controllers. Traffic analysis between ONOS controllers is made in two architectures: one with ONOS controllers, which will be called ONOS architecture and the other with ONOS controllers with the Atomix framework, which will be called ONOS/Atomix architecture. The analysis is done in two situations: with a different number of switches on each controller and with a different number of controllers. And the influence of traffic on the control plane on data plan traffic is also analyzed. The results show that the ONOS and ONOS/Atomix architecture have approximately the same traffic between controllers in different scenarios. Traffic grows directly proportional to the increase in the number of switches on the network and to the increase in the number of controllers.
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Modelo de tráfego em um cluster SDN ONOS/Atomix

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