Apresentação sobre o artigo:Towards an elastic distributed SDN controller

Apresentação sobre o artigo:
Towards an elastic distributed SDN
controller
Anselmo Battisti

Agenda
• O artigo;
• O que o artigo propõe;
• Motivação;
• Controllers Distribuídos;
• Migração de Switch;
• Resultados e Conclusões.
Anselmo Battisti - anselmo@webgenium.com.br 2

O artigo
• Apresentado em agosto de 2013 na
SIGCOMM
• Publicado em setembro de 2013 na ACM
SIGCOMM
• Desenvolvido por pesquisadores do Bell
Labs Alcatel-Lucent e Purdue University

O que o artigo propõe
• Eles propõem uma arquitetura chamada
ElastiCon (Elastic Distributed Controller
Architecture)
• Essa arquitetura tenta resolver o problema do
controlador centralizado existentes nas SDN
(Software Defined Networking)

• Eles alegam que até o momento da
escrita do artigo, todas as abordagens
apresentadas possuíam ligações
estáticas entre switch e o controlador

1. Arquitetura cujo pool de controladores da
SDN adapta-se dinamicamente;
1. Load Balance
2. Aumentar / Diminuir números de controllers
2. Algoritmo transparente de migração de
fluxo entre controladores e switches de
acordo com dados coletados;

3. Criaram um emulador de OpenFlow
que estende o Mininet;
4. Testaram a abordagem usando esse
emulador e os resultados não
causaram perda de dados ou atraso.

Motivação
• Redes OpenFlow são compostas por
Controladores como por Switches;
• A regras de encaminhamento de fluxo
podem ser reativas ou proativas;
• A arquitetura foca nas redes OpenFlow
reativas.

Sezer, S., Scott-Hayward, S., Chouhan, P. K., Fraser, B., Lake, D., Finnegan, J., Viljoen,
N., Miller, M., and Rao, N. (2013). Are we ready for SDN? Implementation challenges
for software-defined networks. Communications Magazine, IEEE, 51(7):36–43.

Motivação
• O tráfego em uma rede é dinâmico;
• Para um DC com 100k hosts 1-5
controladores são suficientes para
atender o tráfego médio, mas seriam
necessários 150 controladores para
atender ao pico de uso.

Elastic Controller Design

Controllers Distribuídos
• Dados sobre fluxo e switches são compartilhados
para tomada de decisão:
• Migrar switche;
• Remover controller;
• Adicionar novo controller.
• Limites são atribuídos a controllers e ao nó, caso um
controller esteja sobrecarregado mas o nó não então
ele pode receber um switch de outro controller.

Controllers Distribuídos
• Cada switch está ligado a um ou mais
controller, um dos controller é eleito
como master e os demais são slaves;
• O master coordenada os processos de
migração.

Migração de Switch
• OpenFlow padrão não oferece migração;
• Requisitos de um protocolo de migração:
• Liveness: ao menos um controller deve estar como
master ou equal; só remove o controller original
após terminar todos os processos assíncronos
entre aquele controller e o switch;
• Segurança: somente um controller processa os
pacotes assíncronos.

Migração de Switch: Fase 1
• Inicia o processo de migração
• O controller A avisa o controller B que o switch X será
alocado para ele;
• O controller B solicita o papel equal para o switch X;
• Após o controller B receber o papel de equal, o
controller A é avisado para dar andamento na
migração.

• O controller B começa a responder pelos pacotes
assíncronos;
• Controller A envia ao switch um Flow-Mod de controle (previamente
determinado pelo protocolo) com uma nova flow table;
• O controller A envia uma mensagem de controle e quando ele
recebe a resposta da mensagem de controle O controller A manda
um comando para remover a flow table;
• Agora o controller B sabe que dali pra frente é ele o responsável
pelos pacotes assíncronos.

• Terminar de processar os pacotes
assíncronos que por ventura estejam na
fila do controller A
• O controller A envia um pacote de controle, quando ele
receber a resposta do switch
• O controller A envia ao controller B o aviso de fim da
migração.

• O controller B solicita ao switch que ele
deixe de ser equal e vire master.

Como os testes foram rodados?
• Mininet é um emulador para SDN
• Testaram o que ocorre com o aumento
de controllers por nós;
• Simularam o processo de migração de
switches.

Como os testes foram rodados?
OpenvSwitch
OpenvSwitch
OpenvSwitch
OpenvSwitch
OpenvSwitch
OpenvSwitch
Emulation Host
OpenvSwitch
OpenvSwitch
OpenvSwitch
GRE Tunnel
Emulation Host
Emulation Host

Resultados
O número de
controllers por nó
está relacionado
com o throughput
da rede.

Resultados
O número de
controllers
por nó está
relacionado
com o tempo
de resposta.

Resultados
Desempenho
na migração
entre switchs

Resultados
O tempo de
resposta
aumenta um
pouco antes da
migração mas
logo se
estabiliza

Resultados
• Eles concluem que a estratégia é
interessante e que nos testes obteve os
resultados esperados;
• Vão trabalhar para implementar o
loadbalance.

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