Software defined networking and network function virtualization in environments with constrained resources

Abstract

With technologies such as SDN and NFV pushing the the development of the next generation networks, new paradigms, such as Fog Computing, appeared in the network scene. However, these technologies have been associated with the network infrastructure, such as the datacenter. In order for these technologies to be used, for instance, in a Fog Computing scenario it is necessary to, therefore, study and develop these technologies to form new control and operation mechanisms. So, a Fog Computing scenario composed by resource-constrained devices, typical in these types of situations, was developed, and, a solution proposal is presented. The solution consists in customizing an existent VIM, OpenVIM, to this kind of devices, after the implementation of the solution, where a Raspberry Pi is used to exemplify this type of devices. Tests are done to measure and compare this devices to more powerful ones. The tests are comprised by benchmarks runs, focusing on instantiation times, and power consumption. The results show some drawbacks inherent to this kind of devices when compared to more powerful ones. However, it is possible to see the potential that this kind of devices might have in the near future.

Com tecnologias como SDN e NFV a impulsionar o desenvolvimento das redes da próxima geração, novos paradigmas como por exemplo, Fog Computing, apareceram na área de redes. Contudo, estas tecnologias têm estado associadas à infraestrutura das redes, como o datacenter. Para que estas tecnologias possam ser utilizadas, como por exemplo, num cenário de Fog Computing é necessário, então, estudar e desenvolver estas tecnologias para formar novos mecanismos de controlo e operação. Desta forma, um cenário de Fog Computing composto por dispositivos com recursos limitados, típicos neste tipo de situação, é desenvolvido, e, uma proposta de solução é apresentada. A solução consiste em adaptar uma VIM existente, OpenVIM, para este tipo de dispositivos, após a implementação da solução, onde um Raspberry Pi é utilizado para exemplificar este tipo de dispositvos. Testes são realizados para medir e comparar como estes dispositivos se comportam em comparação com dispositivos mais poderosos. Estes testes são compostos por testes de desempenho, focando o tempo de instanciação e consumo energético. Os resultados apresentam algumas limitações inerentes a este tipo de dispositivos resultantes dos seus recursos limitados, quando comparados com hardware com maior capacidade. Contudo, é possível verificar o potencial que este tipo de dispositivos podem apresentar no futuro próximo.