CYCLONE Unified Deployment and Management of Federated, Multi-Cloud Applications

Various Cloud layers have to work in concert in order to manage and deploy complex multi-cloud applications, executing sophisticated workflows for Cloud resource deployment, activation, adjustment, interaction, and monitoring. While there are ample solutions for managing individual Cloud aspects (e.g. network controllers, deployment tools, and application security software), there are no well-integrated suites for managing an entire multi cloud environment with multiple providers and deployment models. This paper presents the CYCLONE architecture that integrates a number of existing solutions to create an open, unified, holistic Cloud management platform for multi-cloud applications, tailored to the needs of research organizations and SMEs. It discusses major challenges in providing a network and security infrastructure for the Intercloud and concludes with the demonstration how the architecture is implemented in a real life bioinformatics use case

Software-Defined Networks for Future Networks and Services: Main Technical Challenges and Business Implications

In 2013, the IEEE Future Directions Committee (FDC) formed an SDN work group to explore the amount of interest in forming an IEEE Software-Defined Network (SDN) Community. To this end, a Workshop on "SDN for Future Networks and Services" (SDN4FNS'13) was organized in Trento, Italy (Nov. 11th-13th 2013). Following the results of the workshop, in this paper, we have further analyzed scenarios, prior-art, state of standardization, and further discussed the main technical challenges and socio-economic aspects of SDN and virtualization in future networks and services. A number of research and development directions have been identified in this white paper, along with a comprehensive analysis of the technical feasibility and business availability of those fundamental technologies. A radical industry transition towards the "economy of information through softwarization" is expected in the near future

Gestió i control de qualitat de servei a xarxes SDN en temps real

Este proyecto se centra en la emergente arquitectura de Software Defined Networking (SDN) para diseñar y desarrollar una aplicación SDN (SDNApp) basada en el paradigma de Servicios de Red bajo demanda (NaaS) para proporcionar y gestionar en tiempo real la Calidad de Servicio (QoS) extremo a extremo a través de una red para aplicaciones en tiempo real, adaptando el plano de control de la red para satisfacer los requisitos de una aplicación o servicio gracias a la utilización de la interfaz estandarizada de OpenFlow, que permite separar el plano de control del de datos y soporta funciones básicas para ofrecer calidad de servicio. El núcleo de la solución es un algoritmo llamado Pathfinder que es responsable de la demanda dinámica y el aprovisionamiento bajo demanda de recursos de red según los cambios de requisitos de la aplicación. El enfoque adoptado en el algoritmo principal es utilizar un algoritmo “Less-Greedy”. Esto significa que el algoritmo, a diferencia de la mayoría de algoritmos “Greedy” de QoS, no sólo trata de encontrar un camino óptimo, sino que también tiene en cuenta la implicación de otro tráfico en la red utilizando mecanismos de supervisión del estado de enlaces y puertos. La SDNApp Pathfinder es un módulo externo en desarrollo que ha sido diseñado para ser embebido en la Capa de Control de Red (NCL) desarrollada dentro del proyecto europeo FP7 OFERTIE, que se ha implementado dentro del “framework” OpenNaaS que permite a las aplicaciones suministrarse de servicios bajo demanda, de recursos de red y capacidades dinámicamente. Sin embargo, el proyecto tiene en cuenta también el funcionamiento de la aplicación central junto con un controlador OpenFlow y utiliza sus técnicas específicas para proporcionar y mantener la Calidad de Servicio de extremo a extremo. Sin la NCL, se depende de aplicaciones paralelas como mecanismos para realizar todas sus funcionalidades junto un controlador OpenFlow en una red de un solo dominio. Actualmente, el algoritmo está en un estado funcional experimental y considera el ancho de banda disponible para evitar el enrutamiento a través de enlaces de red que podrían congestionarse fácilmente

Towards a cloud enabler : from an optical network resource provisioning system to a generalized architecture for dynamic infrastructure services provisioning

This work was developed during a period where most of the optical management and provisioning system where manual and proprietary. This work contributed to the evolution of the state of the art of optical networks with new architectures and advanced virtual infrastructure services. The evolution of optical networks, and internet globally, have been very promising during the last decade. The impact of mobile technology, grid, cloud computing, HDTV, augmented reality and big data, among many others, have driven the evolution of optical networks towards current service technologies, mostly based on SDN (Software Defined Networking) architectures and NFV(Network Functions Virtualisation). Moreover, the convergence of IP/Optical networks and IT services, and the evolution of the internet and optical infrastructures, have generated novel service orchestrators and open source frameworks. In fact, technology has evolved that fast that none could foresee how important Internet is for our current lives. Said in other words, technology was forced to evolve in a way that network architectures became much more transparent, dynamic and flexible to the end users (applications, user interfaces or simple APIs). This Thesis exposes the work done on defining new architectures for Service Oriented Networks and the contribution to the state of the art. The research work is divided into three topics. It describes the evolution from a Network Resource Provisioning System to an advanced Service Plane, and ends with a new architecture that virtualized the optical infrastructure in order to provide coordinated, on-demand and dynamic services between the application and the network infrastructure layer, becoming an enabler for the new generation of cloud network infrastructures. The work done on defining a Network Resource Provisioning System established the first bases for future work on network infrastructure virtualization. The UCLP (User Light Path Provisioning) technology was the first attempt for Customer Empowered Networks and Articulated Private Networks. It empowered the users and brought virtualization and partitioning functionalities into the optical data plane, with new interfaces for dynamic service provisioning. The work done within the development of a new Service Plane allowed the provisioning of on-demand connectivity services from the application, and in a multi-domain and multi-technology scenario based on a virtual network infrastructure composed of resources from different infrastructure providers. This Service Plane facilitated the deployment of applications consuming large amounts of data under deterministic conditions, so allowing the networks behave as a Grid-class resource. It became the first on-demand provisioning system that at lower levels allowed the creation of one virtual domain composed from resources of different providers. The last research topic presents an architecture that consolidated the work done in virtualisation while enhancing the capabilities to upper layers, so fully integrating the optical network infrastructure into the cloud environment, and so providing an architecture that enabled cloud services by integrating the request of optical network and IT infrastructure services together at the same level. It set up a new trend into the research community and evolved towards the technology we use today based on SDN and NFV. Summing up, the work presented is focused on the provisioning of virtual infrastructures from the architectural point of view of optical networks and IT infrastructures, together with the design and definition of novel service layers. It means, architectures that enabled the creation of virtual infrastructures composed of optical networks and IT resources, isolated and provisioned on-demand and in advance with infrastructure re-planning functionalities, and a new set of interfaces to open up those services to applications or third parties.Aquesta tesi es va desenvolupar durant un període on la majoria de sistemes de gestió de xarxa òptica eren manuals i basats en sistemes propietaris. En aquest sentit, la feina presentada va contribuir a l'evolució de l'estat de l'art de les xarxes òptiques tant a nivell d’arquitectures com de provisió d’infraestructures virtuals. L'evolució de les xarxes òptiques, i d'Internet a nivell mundial, han estat molt prometedores durant l'última dècada. L'impacte de la tecnologia mòbil, la computació al núvol, la televisió d'alta definició, la realitat augmentada i el big data, entre molts altres, han impulsat l'evolució cap a xarxes d’altes prestacions amb nous serveis basats en SDN (Software Defined Networking) i NFV (Funcions de xarxa La virtualització). D'altra banda, la convergència de xarxes òptiques i els serveis IT, junt amb l'evolució d'Internet i de les infraestructures òptiques, han generat nous orquestradors de serveis i frameworks basats en codi obert. La tecnologia ha evolucionat a una velocitat on ningú podria haver predit la importància que Internet està tenint en el nostre dia a dia. Dit en altres paraules, la tecnologia es va veure obligada a evolucionar d'una manera on les arquitectures de xarxa es fessin més transparent, dinàmiques i flexibles vers als usuaris finals (aplicacions, interfícies d'usuari o APIs simples). Aquesta Tesi presenta noves arquitectures de xarxa òptica orientades a serveis. El treball de recerca es divideix en tres temes. Es presenta un sistema de virtualització i aprovisionament de recursos de xarxa i la seva evolució a un pla de servei avançat, per acabar presentant el disseny d’una nova arquitectura capaç de virtualitzar la infraestructura òptica i IT i proporcionar serveis de forma coordinada, i sota demanda, entre l'aplicació i la capa d'infraestructura de xarxa òptica. Tot esdevenint un facilitador per a la nova generació d'infraestructures de xarxa en el núvol. El treball realitzat en la definició del sistema de virtualització de recursos va establir les primeres bases sobre la virtualització de la infraestructura de xarxa òptica en el marc de les “Customer Empowered Networks” i “Articulated Private Networks”. Amb l’objectiu de virtualitzar el pla de dades òptic, i oferir noves interfícies per a la provisió de serveis dinàmics de xarxa. En quant al pla de serveis presentat, aquest va facilitat la provisió de serveis de connectivitat sota demanda per part de l'aplicació, tant en entorns multi-domini, com en entorns amb múltiples tecnologies. Aquest pla de servei, anomenat Harmony, va facilitar el desplegament de noves aplicacions que consumien grans quantitats de dades en condicions deterministes. En aquest sentit, va permetre que les xarxes es comportessin com un recurs Grid, i per tant, va esdevenir el primer sistema d'aprovisionament sota demanda que permetia la creació de dominis virtuals de xarxa composts a partir de recursos de diferents proveïdors. Finalment, es presenta l’evolució d’un pla de servei cap una arquitectura global que consolida el treball realitzat a nivell de convergència d’infraestructures (òptica + IT) i millora les capacitats de les capes superiors. Aquesta arquitectura va facilitar la plena integració de la infraestructura de xarxa òptica a l'entorn del núvol. En aquest sentit, aquest resultats van evolucionar cap a les tendències actuals de SDN i NFV. En resum, el treball presentat es centra en la provisió d'infraestructures virtuals des del punt de vista d’arquitectures de xarxa òptiques i les infraestructures IT, juntament amb el disseny i definició de nous serveis de xarxa avançats, tal i com ho va ser el servei de re-planificació dinàmicaPostprint (published version