A bandwidth-aware SDN application for openflow enabled networks

Abstract

Software Defined Networking (SDN) is a recent networking technology that improves existing technologies by separating the control plane from the data plane. It changes the network so that it is more dynamic, less complex and easier to interact with and to automate which, in turn, can lead to the development of more efficient and effective software. Despite being a fairly recent technology, it is compatible with existing switches and other network devices that support the OpenFlow protocol. In this dissertation, the Ryu controller is used (an SDN controller developed in Python) that together with the OpenFlow protocol manage the data plane. In this work, a network control mechanism was implemented in the form of an application for the Ryu controller to control the traffic of multiple sensors, the main example being a network within a vehicle. The implemented mechanism for resource management aimed at guaranteeing the latency results of the packets traveling across the network, taking into account the variable number of clients sending traffic on the network. According to the results obtained, the time it takes for a packet to go from its source to its destination and back to the source varies between 15 ms and 35 ms when the packets have to be handled by the controller and varies between 0,5 ms and 1,8 ms, when they do not go through this process.

Software Defined Networking (SDN) é uma tecnologia de rede recente que melhora as tecnologias existentes, separando o plano de controlo do plano de dados. Altera a rede de forma a que esta seja mais dinâmica, menos complexa e mais fácil de interagir e automatizar que, por sua vez, pode levar ao desenvolvimento de software mais eficiente e eficaz. Apesar de ser uma tecnologia bastante recente, esta é compatível com os switches existentes e outros dispositivos de rede que tenham suporte para o protocolo OpenFlow. Nesta dissertação, é utilizado o controlador Ryu (um controlador SDN desenvolvido em Python) que em conjunto com o protocolo OpenFlow gerem o plano de dados. Neste trabalho foi implementado um mecanismo de controlo da rede sob a forma de uma aplicação para o controlador Ryu para controlar o tráfego de múltiplos sensores, tendo como principal exemplo uma rede dentro de um veículo. O mecanismo de gestão de recursos implementado visou garantir resultados de latência dos pacotes comutados na rede, tendo em conta o número variável de clientes a enviar tráfego na rede. De acordo com os resultados obtidos, o tempo que um pacote demora a ir da sua origem até ao seu destino e de volta à origem varia entre 15 ms a 35 ms, quando os pacotes têm de ser tratados pelo controlador, e varia entre 0,5 ms e 1,8 ms, quando não passam por esse processo.