Konceptualni sustav programskog upravljanja mrežom s kontinuiranom prilagodbom puta

master's thesis

• Title (english): Conceptual SDN system with continuous route adaptation
• Author: Roko Karadža
• Mentor: Željko Ilić (mentor)
• Committee member: Željko Ilić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Gordan Šišul (član povjerenstva)
• Committee member: Marin Šilić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2021-07-05, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

Programsko upravljanje mrežom je nova mrežna arhitektura koja apstrahira različite slojeve
mreže kako bi poboljšala pokretljivost i fleksibilnost. Cilj Programski upravljanih mreža je
poboljšanje nadzora mreže te preuzimanje inteligencije samih mrežnih čvorova u jednu
centraliziranu točku. Programski upravljane mreže sastoje se od tri sloja, a to su aplikacijski,
kontrolni te podatkovni sloj.
Jedan od izazova u komunikacijskim mrežama koji se rješava programskim upravljanim
mrežama je usmjeravanje paketa. Tradicionalne mreže imaju inteligenciju usmjeravanja na
svakom mrežnom uređaju zasebno te se uklanjanjem ili dodavanjem novog mrežnog čvora
usmjeravanje dodatno komplicira jer se mora svaki mrežni čvor ažurirati što zahtjeva
određeno vrijeme. Programski upravljane mreže koriste SDN (engl. Software Defined
Networking) upravljač koji vrši komunikaciju sa svim mrežnim čvorovima nad kojima je
nadležan te se svakim novim ažuriranjem mreže ažuriraju i svi mrežni čvorovi istovremeno.
Također jedna od prednosti je moguće programsko dodavanje i uklanjanje mrežnih čvorova te
definiranje algoritama usmjeravanja, neki od njih mogu biti algoritmi najkraćeg puta, neki
mogu biti algoritmi najpovoljnijeg puta što ovisi samim metrikama te postoje algoritmi koji
kombiniraju najkraći i najpovoljniji put.
Najpoznatiji protokol koji koriste programski upravljane mreže je protokol „OpenFlow“ te
programski upravljane mreže najčešće sadrže komutatore koji sadrže prethodno navedeni
protokol. OpenFlow je komunikacijski protokol koji omogućuje pristup ravnini prosljeđivanja
mrežnog komutatora ili usmjeritelja preko komunikacijske mreže. Protkol „OpenFlow“ je
nova metoda upravljanja tokom podataka u mrežama te definira standard za slanje toka
pravila mrežnim uređajima kako bi upravljačka ravnina ta pravila dodala u tablicu
prosljeđivanja za podatkovnu ravninu.
Moguće je napraviti simulaciju usmjeravanja u programski upravljanim mrežama pomoću
virtualnih mreža, npr. virtualna mreža „Mininet“ te programskim kodom pomoću npr. radnog
okvira „Ryu“ programskog jezika Python programski upravljati SDN upravljačem tako da se
definira algoritam usmjeravanja paketa.

Abstract (english)

Software Defined Networking is a new network architecture that abstracts different layers of
the network to improve mobility and flexibility. The goal of Software Defined Networking is
to improve network monitoring and take the intelligence of the network nodes themselves into
one centralized point. Software defined networking consist of three layers, namely
application, control and data layer.
One of the challenges in communication networks that is solved by Software Defined
Networking is packet routing. Traditional networks have routing intelligence on each network
device separately, and removing or adding a new network node further complicates routing
because each network node must be updated as required over time. Software Defined
Networking uses an SDN (Software Defined Networking) controller that communicates with
all network nodes over which it is responsible, and with each new network update, all network
nodes are updated at the same time. Also one of the advantages is the possible software
addition and removal of network nodes and defining routing algorithms, some of them can be
the shortest path algorithms, some can be the most favorable path algorithms depending on
the metrics and there are algorithms that combine the shortest and most favorable path.
The most well-known protocol used by software defined networks is the "OpenFlow"
protocol, and software defined networks usually contain switches that contain the
aforementioned protocol. OpenFlow is a communication protocol that allows access to the
forwarding plane of a network switch or router over a communication network. The
OpenFlow protocol is a new method of managing data flow in networks and defines a
standard for sending rule flows to network devices so that the control plane can add those
rules to the forwarding table for the data plane.
It is possible to simulate routing in software defined networks using virtual networks, eg
virtual network "Mininet" and program code using eg framework "Ryu" of Python
programming language to control SDN controller by defining the packet routing algorithm.

• Keywords: Programsko upravljanje mrežom; dinamičko usmjeravanje; statičko usmjeravanje; protokol OpenFlow; virtualna mreža Mininet
• Keywords (english): Software Defined Networking; static routing; dynamic routing; protocol OpenFlow; virtual network Mininet
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:447005
• Study programme: Title: Information and Communication Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka informacijske i komunikacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka informacijske i komunikacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2023-01-13 15:15:33