Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/12804
Title: SDN & Northbound interfaces
Authors: Μαυρούκας, Παναγιώτης
Keywords: Δικτύωση καθοριζόμενη από λογισμικό
Αρχιτεκτονική SDN
Keywords (translated): SDN
Onos
Opendaylight
Abstract: Στη εποχή μας, η επιστήμη των υπολογιστών και οι εφαρμογές της έχουν σημειώσει αλματώδη προόδο σε πολλούς και διαφορετικούς τομείς της κοινωνικής, οικονομικής, πολιτισμικής ζωής, συμβάλλοντας ουσιαστικά στην οικονομική ανάπτυξη και πρόοδο, όπως και στη βελτίωση του βιωτικού επιπέδου των ανθρώπων. Ένας από τους σημαντικότερους τομείς της επιστήμης των υπολογιστών, ο οποίος παρουσιάζει μεγάλη ανάπτυξη και έχει εξαιρετικό οικονομικό ενδιαφέρον, είναι τα υπολογιστικά δίκτυα. Οι ραγδαίες εξελίξεις στις νέες τεχνολογίες και οι συνακόλουθες νέες προκλήσεις που προκύπτουν, αυξάνουν συνεχώς την πολυπλοκότητά των δικτύων, προκειμένου αυτά να ανταποκριθούν στις τεχνολογικές αλλαγές, τις νέες εφαρμογές και τη χρήση νέων πρωτοκόλλων. Τα παραδοσιακά δίκτυα δεν ήταν πλέον σε θέση να αντιμετωπίσουν τις προκλήσεις της νέας εποχής και εξ’ αυτού του λόγου η ανάπτυξη μιας νέας τεχνολογίας στο σχεδιασμό και τη λειτουργία των δικτύων προέκυψε περισσότερο ως ανάγκη, παρά ως απαίτηση σ΄αυτά. Η νέα προσέγγιση στη δημιουργία σύγχρονων δικτύων σχετίζεται με την κεντρική και απλοποιημένη διαχείρισή τους μέσω ευφυούς προγραμματισμού και ως εκ τούτου με την αύξηση της ευελιξίας, της προγραματισιμότητας και της ικανότητάς τους να ικανοποιούν τις αυξημένες ανάγκες των χρηστών τους. Η νέα αυτή προσέγγιση στη αρχιτεκτονική της δόμησης και λειτουργίας των δικτύων, αναπτύχθηκε την τελευταία δεκαετία και είναι γνωστή ως Δικτύωση Καθοριζόμενη από Λογισμικό (Software Defined Networking-SDN). Η βασική ιδέα της SDN αρχιτεκτονικής είναι διαχωρισμός του επιπέδου ελέγχου του δικτύου από το επίπεδο δεδομένων/προώθησης, με αποτέλεσμα το επίπεδο ελέγου να είναι σε θέση να διαχειρίζεται το σύνολο των δικτυακών συσκευών και να έχει την ευθύνη για το που θα προωθηθεί μια πληροφορία. Το επίπεδο ελέγχου υλοποιείται σε έναν ή περισσότερους ελεγκτές (SDN controllers), οι οποίοι δημιουργούν και ελέγχουν την πλήρη τοπολογία του δικτύου. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός SDN ελεγκτή είναι η δυνατότητά του να διαχειρίζεται το δίκτυο από ένα και μόνο σημείο, χωρίς να χρειάζεται να έχει πρόσβαση σε όλες τις συσκευές του δικτύου. Αυτό επίσης δίνει τη δυνατότητα εύκολης πρόσβασης και δοκιμών σε νέες υπηρεσίες στην τοπολογία του δικτύου, χωρίς να απαιτείται επαναπρογραμμαστισμός των συσκευών του και χωρίς να τίθενται σε κίνδυνο οι υπάρχουσες υπηρεσίες. Η επικοινωνία μεταξύ του κεντρικοποιημένου επιπέδου ελέγχου και του επιπέδου δεδομένων πραγματοποιείται μέσω της Νότιας Διεπαφής (SBI) και ενός εξειδικευμένου πρωτοκόλλου (Openflow). Η Βόρεια Διεπαφή (NBI) είναι μια Διεπαφή Προγραμματισμού Εφαρμογής (API) για την επικοινωνία μεταξύ του επιπέδου ελέγχου και της στιβάδας εφαρμογών. Η παρούσα εργασία επικεντρώθηκε στο οικοσύστημα SDN, με έμφαση στην αρχιτεκτονική του (Κεφάλαιο 2), στις κύριες πτυχές των ελεγκτών SDN (Κεφάλαιο3), το ρόλο και τις λειτουργίες της Βόρειας Διεπαφής (Κεφάλαιο 4), στην παρουσίαση των τριών πλέον δημοφιλών ελεγκτών ανοιχτού κώδικα του OpenDaylight, του ONOS και του Ryu (Kεφάλαια 5, 6 & 7) και τέλος παρουσιάζεται μια σύγκριση της ωριμότητας και των δυνατοτήτων των τριών προαναφερθέντων ελεγκτών (Κεφάλαιο 8).
Abstract (translated): Ιn our time, computer science and its applications have made a tremendous progress in many and different areas of economic, social and cultural life, contributing substantially to economic growth, as well as to improving the standard of living of people. One of the most important domains of computer science, which is highly developed and of great economic interest, is associated with computer networks. With the rapid pace of progress of new technologies and the consequent challenges brought forward, the complexity of networks increased significantly, due to the needs to support new services, application and the use of different protocols. Traditional networks are no longer capable to cope with the challenges and demands of the new era, thus the need to develop a new technology in the design and operation of networks became more than a demand, it became a necessity. The new approach to create modern networks is about centralization and simplification of their management, through intelligent programming, thereby increasing their flexibility, programmability and ability to meet the increased demands from the users. This new approach to the network building and operating architecture, emerged and developed over a decade now and it is known as Software Defined Networking (SDN). The main concept of the SDN architecture is the separation of the control plane from the data/forwarding plane, thus the control plane manages all network devices and therefore has full responsibility where all information should be sent. This level (control plane) is implemented on one or more controllers, which create and control the complete network topology. The most important feature of these controllers, is the ability to manage the whole network through a single point, without having access to all network equipment. It also provides easy access and test new services in a network topology, without requiring re-programming of its devices and jeopardizing the existing services. The communication between centralized control plane and data plane is realized through Southbound Interface (SBI) and a specific protocol (Openflow). The Northbound Interface (ΝΒΙ) is the Application Programming Interface (API) for the communication between control plane and application layer. This most important interface provides abstraction to the network application developers, making possible to implement the desire functionalities without concerns regarding the low level details of the underlying infrastructure. This thesis focuses of SDN ecosystem, mainly on the network’s architecture (Chapter 2), the main aspects of SDN controllers (Chapter 3), analysis of the role and functionalities the Northbound Interfaces (Chapter 4), presentation of the three most popular opensource SDN controllers, namely OpenDayLight, ONOS and Ryu (Chapters 5, 6 & 7), and finally a comparison of the maturity and capabilities of the above mentioned controllers is presented (Chapter 8).
Appears in Collections:Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
SDN & Northbound Interfaces.pdf2.91 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.