Integração da Cloud com a rede do operador

Abstract

A utilização das aplicações e as suas formas de comunicar mudaram muito com a proliferação do acesso à Internet. Com esta alteração muitas das aplicações passaram a estar acomodadas em equipamento do fornecedor em vez do equipamento do utilizador. Cloud computing (CC) é o conceito que veio ”patrocinar” ainda mais esta mudança. Hoje o fornecimento destes serviços é suportado pelo serviço Best Effort que a Internet disponibiliza. Este é um modelo viável para alguns serviços, mas simplesmente inaceitável para outros (por exemplo, transmissões de vídeo). No sentido de colmatar esta lacuna, existe uma grande aposta nos serviços integrados de cloud e de rede. A este paradigma denominamos de Cloud Networking. Este paradigma requer o estabelecimento a pedido e um controlo e gestão automática de recursos de rede e cloud, em que a virtualização de rede e de recursos cloud é uma peça fundamental, não só pela sua facilidade de migração de recursos virtuais entre diferentes máquinas físicas, mas também pela flexibilidade do estabelecimento de aplicações e serviços diferentes. Neste contexto o recente conceito de software-defined networks (SDN) pode vir ajudar a melhorar o desempenho dos serviços disponibilizados na cloud. Assim, esta dissertação tem dois objetivos. O primeiro visa trabalhar em mecanismos de gestão de recursos de cloud e rede de uma forma integrada. Concretamente esta dissertação propõe um algoritmo de mapeamento, bem como um mecanismo de reconfiguração de links por forma a otimizar a alocação de recursos e aumentar a aceitação de pedidos. O segundo objetivo passou por criar um bloco funcional de decisão de mapeamento e reconfiguração que se encaixa numa arquitetura SDN. Este bloco é responsável por receber, analisar e mapear pedidos de serviços de conetividade sobre uma rede Openflow. Os algoritmos usados neste componente têm em conta as considerações alcançadas na primeira parte da dissertação. Os resultados obtidos permitem verificar que o algoritmo de mapeamento de recursos de cloud e rede, bem como o mecanismo de reconfiguração de links, proporcionam um desempenho significativamente superior aos algoritmos do estado da arte, com uma maior aceitação e ganhos à custa de uma utilização inferior dos recursos de rede, e com um consumo energético inferior. O bloco funcional fecha o ciclo básico de controlo da arquitetura SDN para a receção e tratamento de serviços de conetividade. O estudo global dá uma noção do desempenho geral da arquitetura completa, e o estudo individual das diferentes partes do bloco funcional permite perceber quais as partes dentro do componente proposto que deverão ser melhoradas no futuro.

The use of applications and their ways of communicating have greatly changed with the proliferation of Internet access. With this, these applications have come to be accommodated in the equipment supplier rather than the user equipment. Cloud computing (CC) is the concept that came and “sponsored” even more this change. Today the supply of these services is supported by the Best Effort service that the Internet provides. This is a feasible model for some services, but it is simply unacceptable to others (i.e video streams). In order to fill this gap, there is a big bet in integrating cloud and network elements together. To this paradigm we call Cloud Networking. This paradigm requires the establishment, application monitoring and automatic management of network and cloud resources, where both network and cloud virtualization are a key role, not only because of its easiness migration of virtual resources between physical machines, but also by the flexibility of setting different applications and services. In this context, the software-defined networks (SDN) can help improve the performance of the available cloud services. This Dissertation has two objectives. The first one is to work on mechanisms of resource management and cloud network in an integrated way. Specifically, this Dissertation proposes a mapping algorithm as well as a mechanism for reconfiguring links to optimize resource allocation and increase the acceptance of applications. The second goal is the creation of a functional component for mapping decision and reoptimization that fits in an SDN framework. This component is responsible for receiving, analyzing and mapping requests for connectivity services over an OpenFlow network. The algorithms used in this component take into account the considerations achieved with the first part of the Dissertation. The results lead us to conclude that the proposed mapping algorithm for cloud and network resources, as well as the mechanism for reconfiguring links, achieve a performance significantly superior to the state of art algorithms, with a higher acceptation and gains at the expense of a lower utilization of network resources, and a lower energy consumption. The functional component closes the control basic cycle of the SDN framework to the reception and treatment of connectivity services. The global performance study gives perception of the general performance of the complete SDN solution, and the individual study of the different parts of the functional component allows us to understand the parts inside the proposed component that should be improved in the future.