Analiza performansi kontrolera u programski upravljanim mrežama

undergraduate thesis

• Title (english): Analysis of controller performance in a software defined networks
• Author: Bruno Domladovec
• Mentor: Željko Ilić (mentor)
• Committee member: Željko Ilić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Nenad Markuš (član povjerenstva)
• Committee member: Matija Šulc (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2016-07-11, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing

Abstract

Koncept programski upravljanih mreža je razvijen kako bi olakšao inovacije u mrežama i omogućio jednostavnu programsku kontrolu
mrežnog toka podataka. Za razliku od tradicionalnih mreža, gdje su kontrolni i podatkovni sloj spojeni, u programski upravljanim mrežama su ta dva sloja razdvojena.

Posljedica razdvajanja kontrolnog i podatkovnog sloja je zamjena uređaja tradicionalnih mreža s jednostavnim uređajima za prosljeđivanje te kontrolerima.
Uređaji za prosljeđivanje predstavljaju podatkovni sloj, a kontrolni sloj čini kontroler, koji upravljaju uređajima podatkovnog sloja.
Uređaji za prosljeđivanje često se nazivaju SDN komutatorima, ali oni mogu odrađivati zadatke bilo kojeg tradicionalnog mrežnog uređaja, poput komutatora, usmjerivača ili vatrozida,
ovisno o pravilima dobivenim od kontrolera. Na taj način se pojednostavljuje složenost mreže. Korištenjem standardiziranih otvorenih sučelja za komunikaciju između
uređaja za prosljeđivanje i kontrolera, takozvanih sučelja Southbound, može se ostvariti interoperabilnost različitih uređaja.
Upravljanje mrežom odvija se korištenjem aplikacija koje, putem sučelja Northbound, šalju kontroleru zahtjeve koji opisuju ponašanje mreže.
Nadalje, kontroler ispunjava tražene zahtjeve putem distribucije pravila za prosljeđivanje između uređaja za prosljeđivanje.

Praktični dio rada rađen je na opremi proizvođača Cisco u kontroliranom laboratorijskom okruženju koje predstavlja moguću
situaciju tvrtke s većim brojem udaljenih poslovnica. Cisco SDN je hibridna mreža u kojoj kontroler Cisco APIC-EM upravlja Cisco-vim tradicionalnim
mrežnim uređajima.
Iako je kontroler APIC-EM u obliku operacijskog sustava i pripadne programske potpore javno dostupan, on još uvijek ne ostvaruje temeljne funkcionalnosti potrebne za rad u poslovnom okruženju.
Postoji mogućnost da će neka od sljedećih inačica kontrolera APIC-EM biti u potpunosti funkcionalna, jer je kontroler još uvijek u fazi razvoja.

Abstract (english)

Concept of Software-Defined Networking is developed to facilitate network inovations and enable simple software control of network dataflow.
In contrast to traditional networks, where control and data layer are bundled together, in software-defined networks these two layers are separated.

Result of separating control and data layers is substitution of traditional network devices with simple forwarding devices and controllers.
Forwarding devices represent the data layer, and the control layer is made of controller that manages the data layer devices.
Forwarding devices are often named as SDN switches, but they can work as any traditional device, for instance as switch, router or firewall, which depends on tasks they got from the controller.
That feature simplifies network complexity. With the usage of standardized open interfaces for communication between forwarding devices and controller (named Southbound interfaces), interoperability
of different devices can be achieved. Network management is realized with applications, that via Northbound interface send to controller requests that describe desired network behaviour.
Furthermore, controller implements desired network behaviour with distribution of forwarding rules among forwarding devices.

In practice work Cisco devices were used in regulated laboratory environment, that represents a possible situation of company with multiple remote locations.
Cisco SDN is hybrid network, in which controller Cisco APIC-EM manages the Cisco traditional network devices.
Despite the fact that controller APIC-EM, as operating system and corresponding software, is available to public, it stil doesn't achieve the fundamental functionalities to work in a business environment.
There is a possibility that some succeeding version of controller APIC-EM will have all needed functionalities, as controller is still in development stage.

• Keywords: Programski upravljane mreže; SDN; kontroler; uređaji za prosljeđivanje; tablice tokova; OpenFlow; sučelje Southbound; sučelje Northbound; sučelje Westbound; sučelje Eastbound; mrežni hipervizori; aplikacije; Cisco; APIC-EM; IWAN
• Keywords (english): Software-Defined Networking; SDN; controller; forwarding devices; flow tables; OpenFlow; Southbound interface; Northbound interface; Westbound interface; Eastbound interface; network hypervisors; applications; Cisco; APIC-EM; IWAN
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:503028
• Study programme: Title: Computing; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka računarstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka računarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2018-02-06 08:27:09