Caba, Cosmin Marius

Frem for at implementere Quality of Service (QoS) metoder med henblik på at differentiere datatrafik og dermed tilbyde en forudsigelig kvalitet, så vælger typiske internetleverandører ofte at overdimensionere deres netværk. Dette er dog på sigt ikke en holdbar løsning, da netværksressourcerne er begrænsede. For at imødekomme denne tendens, er det nødvendigt at de nuværende QoS mekanismer forenkles i forhold til implementation og drift for således at motivere leverandørerne til at implementere QoS teknikker frem for simpel overdimensionering. Måden tele- og datanetværk designes og styres står overfor et paradigmeskift repræsenteret af teknologien Software Defined Networking (SDN). Denne afhandling hævder at SDN kan muliggøre en betydelig forenkling af kvalitetsstyring af kommunikationsnetværk og endda forbedre kvaliteten på en række områder. Det er således undersøgt hvilken indflydelse SDN har på QoS set både ud fra et ydeevneaspekt (f.eks.båndbredde, forsinkelse) og fra nogle mere generelle aspekter (f.eks. hastighed af tjenesteprovisionering, ressourcetilgængelighed). Som resultat af dette er foreslået nye metoder for QoS ligesom der er udviklet og valideret SDN baserede QoS- løsninger. Baseret på dette er udviklet nye netværksmanagementkoncepter med det formål at forbedre QoS for netværkstjenesterne. Udfordringerne ved SDN baseret QoS-provisionering er helt specifikt adresseret ved at undersøge de enkelte lag i SDN-arkitekturen. Kapitel 2 giver en introduktion til SDN, hvilket efterfølges i kapitel 3 af en komplet arkitektur for SDN-baseret QoS orienteret tjenesteprovisionering. De følgende tre kapitler (4, 5 and 6) stiller skarpt på henholdsvis data-, kontrol- og managementplanet i SDN arkitekturen og identificerer de primære QoS-relevant udfordringer for hvert plan. Desuden er i hvert kapitel foreslået og testet løsninger på disse udfordringer i diverse netværksscenarier. Afhandlingens sidste kapitel går i dybden med brugen af SDN for at forbedre udnyttelsen af netværksressourcerne specifikt i datacentre. Miljøet i datacentre indeholder hybride pakke- og kredsløbsbaserede arkitekturer, på hvilke der kan anvendes intelligente algoritmer med henblik på at udvælge datatrafik, som med fordel kan offloades fra det kapacitetsudfordrede pakkebaserede netværk til optiske kredsløb. På trods af at der er plads til forbedringer i forskningen, der danner baggrund for denne afhandling, så er der gennem kapitler identificeret og gennemgået kritiske aspekter ved SDN baseret QoS provisionering. Herudover er udført en lang række tests og demonstrationer ved hjælp af virtualiseringsteknikker. Disse test har til formål understøtte de foreslåede ideer samt at danne et mere præcist billede af depraktiske anvendelsesmuligheder for SDN inkluderende besværlighederne ved brug i virtualiserede miljøer.Network Service Providers (NSP) often choose to overprovision their networks instead of deploying proper Quality of Services (QoS) mechanisms that allow for traffic differentiation and predictable quality. This tendency of overprovisioning is not sustainable for the simple reason that network resources are limited. Hence, to counteract this trend, current QoS mechanisms must become simpler to deploy and operate, in order to motivate NSPs to employ QoS techniques instead of overprovisioning. Software Defined Networking (SDN) represents a paradigm shift in the way telecommunication and data networks are designed and managed. This thesis argues that SDN can greatly simplify QoS provisioning in communication networks, and even improve QoS in various ways. To this end, the impact of SDN on QoS is assessed from both a network performance perspective (e.g. bandwidth, delay), and also from a more generic perspective (e.g. service provisioning speed, resources availability). As a result, new mechanisms for providing QoS are proposed, solutions for SDN-specific QoS challenges are designed and tested, and new network management concepts are prototyped, all aiming to improve QoS for network services, from this extended point of view. Specifically, the challenge of SDN based QoS provisioning is addressed by considering every layer of the SDN architecture. In chapter 2, a short introduction to SDN is given, following that a complete architecture for QoS aware service provisioning in SDN is introduced in chapter 3. The following three chapters (4, 5 and 6) focus on each logical plane of the SDN architecture and identify the major challenges with respect to QoS, in relation to that specific plane (i.e. data, control and management). Further, each chapter proposes solutions to address the identified challenges, and demonstrates these solutions by testing them in various network scenarios. The last chapter of the thesis concentrates on applying SDN to improve QoS and increase the network utilization in a novel data center environment. This environment comprises a hybrid packet-circuit architecture, on top of which intelligent algorithms are applied in order to selectively offload traffic from the capacity constrained packet based network onto optical circuits. Overall, the research work presented in this thesis identifies and addresses the critical aspects of SDN based QoS provisioning. Moreover, several tests and demonstrations have been performed by using virtualization techniques. These tests aim to support the proposed ideas, and also to create a better picture of practical SDN deployments and the difficulties that arise in such virtualized environments

Online Research Database In Technology

Software Defined Networking:Applicability and Service Possibilities

http://orbit.dtu.dk/ws/files/128327860/Software_Defined_Networking.pdf

Software Defined Networking:Applicability and Service Possibilities

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology