Estudo de tecnologias para redes de datacenter

Abstract

A presente dissertação tem como objetivo estudar tecnologias relevantes para redes de datacenter. Inicia com uma introdução que destaca a motivação, objetivos e estrutura do documento. Em seguida, o enquadramento teórico explora a evolução das redes de computadores, abrangendo conceitos desde os primórdios da conectividade até aos desafios de escalabilidade e eficiência. O enfoque é nas redes locais, com especial atenção na necessidade de segmentação. Seguidamente, são analisadas as redes locais virtuais, o isolamento lógico e a sua aplicação em datacenters. Para além disso, são abordadas as overlay networks, realçando a flexibilidade e escalabilidade que oferecem. O documento aborda a integração com tecnologias emergentes, as tendências em redes definidas por software, a eficiência energética, a sustentabilidade, a segurança em redes de datacenter, bem como a influência que a inteligência artificial poderá ter no desempenho destas infraestruturas. Em termos de implementação prática, a dissertação concentra-se na construção de redes utilizando as tecnologias Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN) e Layer 2 Virtual Private Network/Ethernet Virtual Private Network (L2VPN/EVPN) com transporte VXLAN. A integração do protocolo EVPN-VXLAN numa infraestrutura empresarial é detalhada, juntamente com a recolha de informações sobre o desempenho destas redes. Os resultados do estudo serão apresentados nos capítulos finais, incluindo uma análise das simulações realizadas e conclusões relevantes. O trabalho conclui com uma reflexão sobre as limitações do estudo e perspetivas de trabalho futuro. Esta dissertação pretende proporcionar uma visão abrangente das tecnologias essenciais para as atuais redes de datacenter, abordando tanto os aspetos teóricos quanto práticos, com foco na eficiência, escalabilidade e segurança das redes de datacenter num ambiente de constante evolução.

This dissertation is focused on studying relevant technologies for datacenter networks. It starts with an introduction that highlights the motivation, objectives, and document structure. Subsequently, the theoretical framework explores the evolution of computer networks, encompassing concepts from the early days of connectivity to the challenges of scalability and efficiency. The emphasis is put on Local Networks (LANs), with a special focus on the need for segmentation. The concepts of Virtual Local Networks (VLANs) and logical isolation are explored, together with their application in datacenter scenarios. Furthermore, the work addresses overlay networks, emphasizing the flexibility and scalability they provide. Then, the document explores the integration with emerging technologies, trends in Software-Defined Networking (SDN), energy efficiency, sustainability, security, and the influence of Artificial Intelligence (AI) in datacenter networks. The practical part of the dissertation work is centered on building networks using Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN) and Layer 2 Virtual Private Network/Ethernet Virtual Private Network (L2VPN/EVPN) technologies with VXLAN transport. The integration of the EVPN-VXLAN protocol into a corporate infrastructure is detailed, along with the collection of information on network performance. The study results are presented in the last chapters, including an analysis of the conducted simulations and conclusions based on the obtained results. The work concludes with a reflection on the study’s limitations and prospects for future work. This dissertation provides a comprehensive view of essential technologies for datacenter networks, addressing both theoretical and practical aspects, with a focus on efficiency, scalability, and security in the ever-evolving datacenter environment.