A software defined network controller quantitative and qualitative analysis

Abstract

New challenges are being raised in the networking field with the increasing number of connected devices. The growth of mobile data usage has to be considered as a requirement for the deployment of future 5G networks, especially regarding mobility scenarios. Software-Defined Networking (SDN) enables a greater degree of dynamism and simplification for the deployment of those 5G networks. SDN provides the separation of the control plane from the forwarding plane, allowing more control, adaptability and cost reduction. The growth of SDN integration in new mechanisms and network architectures led to the development of different controller solutions, with a wide variety of characteristics. Several SDN controllers exist, which originated from the different needs of operators and research teams. That resulted in the development of their own controller versions, which made comparison efforts more difficult. As such, this work provides a wider study of several open-source controllers, (namely, OpenDaylight (ODL), Open Network Operative System (ONOS), Ryu and POX), by evaluating not only their performance, but also their characteristics in a qualitative way. Taking performance as a critical issue among SDN controllers, several criteria were evaluated by benchmarking the controllers under different operational conditions, using the Cbench tool. Results are presented regarding both qualitative and quantitative comparisons between those SDN controllers under test.

Com o aumento do número de dispositivos ligados em rede, surgem novos desafios no ramo das redes. A necessidade de acompanhar o crescimento da utilização de dados móveis é um dos requisitos a ter em conta nas futuras redes 5G (5a Geração), sobretudo em cenários de mobilidade. As redes controladas por software (do inglês, Software-Defined Networking (SDN)) permitem a simplificação e dinamismo necessários à criação das referidas redes 5G. As SDNs promovem ainda a separação do plano de controlo do plano de dados, permitindo um maior controlo, adaptabilidade e redução de custos. O crescimento da tecnologia SDN levou ao desenvolvimento de diferentes controladores, com diferentes características. Existem vários controladores SDN, com origem em diferentes necessidades dos operadores e equipas de investigação. Este desenvolvimento individualizado tornou as comparações entre os controladores mais difíceis. Deste modo, o trabalho desenvolvido fornece um estudo mais abrangente de vários controladores open-source (OpenDaylight (ODL), Open Network Operative System (ONOS), Ryu and POX), avaliando não só a sua performance como as suas características de uma forma qualitativa. Considerando a performance crucial nos controladores SDN, foram considerados vários critérios na avaliação dos controladores sob diferentes circunstâncias, utilizando a ferramenta Cbench. Os resultados apresentados são relativos à comparação qualitativa e quantitativa dos controladores em teste.