Descoberta de padrões de fluxo em redes definidas por software (SDN) para otimização do uso efetivo do canal de controle

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017.A abordagem centralizada da lógica da rede, utilizada pelo protocolo OpenFlow, vem sendo discutida principalmente sobre a ocorrência de sobrecarga no canal de controle. Em relação à alternativa usual de distribuir a lógica da rede sobre os dispositivos de encaminhamento, existe uma maior preocupação nessa abordagem centralizada para evitar a sobrecarga de mensagens no controlador. O protocolo Openflow especifica apenas quais e como são as mensagens de controle, porém não define melhores práticas de utilização dessas mensagens para o controle e monitoramento da rede, assim sem nenhum compromisso com o desempenho global da rede. Entende-se, então, que é necessária a análise dos reais impactos das mensagens de controle e monitoramento geradas pelo protocolo OpenFlow. O ponto focal dessa análise é a classificação do nível de impacto das mensagens na sobrecarga do canal de controle em uma rede baseada em SDN (Software Defined Networking) e OpenFlow. O projeto em questão irá realizar uma análise quantitativa do tráfego de controle e monitoramento em redes OpenFlow e, assim, fornecer subsídios para construção de soluções no uso efetivo do canal de controle, levando a uma melhor compreensão do impacto real da utilização do protocolo OpenFlow. Essa compreensão é essencial para uma melhor projeção de novos sistemas de gerenciamento de redes baseadas no paradigma SDN. Para a obtenção dos resultados, será realizada uma experimentação considerando aspectos de instalação de regras, utilizando o controlador POX, além de estatísticas de fluxos instalados e diferentes frequências de monitoramento. Adicionalmente, é de intenção desse trabalho realizar tal análise sob diferentes cenários e diferentes frequências de monitoramento, com variações das topologias utilizadas e de configurações específicas do controlador, bem como identificar como se pode evitar a sobrecarga dos modelos pelo excesso de monitoramento, e o impacto na taxa de transferência e na quantidade de mensagens geradas no canal de controle.The centralized approach of the network logic, used by the OpenFlow protocol, has been discussed mainly on the occurrence of overhead in the control channel. Regarding the usual alternative of distributing network logic over routing devices, there is a greater concern in this centralized approach to avoid message overhead in the controller. The Openflow protocol specifies only which and how the control messages are, but does not define the best practices for the use of these messages for network control and monitoring, without any commitment to the overall performance of the network. It is understood, then, that it is necessary to analyze the real impacts of control and monitoring messages generated by the OpenFlow protocol. The focal point of this analysis is the classification of the message impact level in the control channel overhead in a network based on Software Defined Networking (SDN) and OpenFlow. The project in question will perform a quantitative analysis of control and monitoring traffic in OpenFlow networks and thus provide subsidies for building solutions in the effective use of the control channel, leading to a better understanding of the real impact of using the OpenFlow protocol. This understanding is essential for better projection of new network management systems based on the SDN paradigm. To obtain the results, an experiment will be performed considering rules installation aspects, using POX controller, as well as statistics of installed flows and different monitoring frequencies. In addition, it is the intention of this work to perform such analysis under different scenarios and different monitoring frequencies, with variations of the topologies used and specific configurations of the controller, as well as to identify how to avoid the overload of the models by the excessive monitoring, and the impact in the transfer rate and the number of messages generated in the control channel