Prototipos de Redes Definidas por Software (página 2)

Partes: 1, 2, 3

Abstracción del Estado de Red

Abstracción: Vista Global de la Red
Implementación: Sistema Operativo de Red
Ejecución en varios servidores
replicación -> confiabilidad
Información fluye en dos vías:
Información desde equipos de red para formar la vista
Configuración hacia equipos de red para controlar el reenvió

Red Tradicional

Mecanismos de Control Tradicional
Algoritmos distribuidos en los equipos (vecinos)

SDN

SO de red

SDN

SO de red
Vista Global de la Red

SDN

SO de red
Vista Global de la Red
Aplicación de Control
Enrutamiento, control de acceso, firewall, …

Arquitectura de SDN
Fuente: “SDN and OpenFlow for beginners” – Tiweari, V.

Arquitectura de SDN
Infraestructura de Red:
Dispositivos de conectividad
Físicos o virtuales
Habilitados o dedicados
Denominados usualmente switches

Arquitectura de SDN
Controlador:
Software centralizado (lógicamente)
Interactúa con todos los dispositivos de conectividad.
Dispone de API abiertas.
Actúa como un sistema operativo de red
Visión general de la misma.
Las aplicaciones que se ejecutan en el controlador determinarán cómo se comportan los flujos.
Diferentes alternativas: Beacon, Floodlight, Trema, NOX/POX, Open DayLight, entre otros.

Arquitectura de SDN
Aplicaciones:
Aplicaciones y servicios de red.
Interactúan con el controlador solicitándole ciertos requerimientos que la red debe cumplir.
Protocolo OpenFlow:
Permite que el controlador (plano de control) se comunique con los dispositivos de conectividad (plano de datos).

OpenFlow
Plano de Datos
Plano de Control
OpenFlow
Controlador OpenFlow
Protocolo OpenFlow (SSL/TCP)

Funcionamiento de OpenFlow
Controlador
PC
Tabla de OpenFlow
(Gp:) MAC
src
(Gp:) MAC
dst
(Gp:) IP
Src
(Gp:) IP
Dst
(Gp:) TCP
sport
(Gp:) TCP
dport
(Gp:) Acción

OpenFlow
(Gp:) *
(Gp:) *
(Gp:) 5.6.7.8
(Gp:) *
(Gp:) *
(Gp:) *
(Gp:) puerto 1

puerto 4
puerto 3
puerto 2
puerto 1
1.2.3.4
5.6.7.8

Registros de la Tabla
23
Switch
Port
MAC
src
MAC
dst
Eth
type
VLAN
ID
IP
Src
IP
Dst
IP
Prot
TCP
sport
TCP
dport
Regla
Acción
Estadísticas
Contadores (paquetes – bytes)
Reenvío
Encapsulamiento para envío al controlador
Drop
Procesamiento “normal”
…

Mininet
Simulador de SDN.
Corre sobre Linux.
Permite crear topologías personalizadas mediante scripts.
Python
Para la simulación emula los diferentes enlaces, PC, switches y controladores
Emplea diferentes mecanismos de virtualización del sistema operativo Linux

Mininet

Mininet

Prototipo de SDN basado en Switches Habilitados

Prototipo de SDN empleando switches habilitados.
Switches de bajo costo con su firmware modificado
Linksys WRT54GL – OpenWRT
Soporte del protocolo OpenFlow
Se emplearon cuatro de los principales controladores: NOX, POX, Beacon y Floodlight.
Para cada controlador se desarrolló un componente de software
Python y Java

Prototipo de SDN basado en Switches Habilitados

Prototipo de SDN basado en Switches Habilitados

Reglas:
ARP – intercambio de mensajes entre todos los hosts.
ICMP – intercambio de mensajes entre V11 y V21.
HTTP – intercambio de mensajes entre V11 (cliente– puerto dinámico) y V21 (servidor – puerto 80).
Telnet – intercambio de tráfico entre V12 (cliente – puerto dinámico) y V22 (servidor – puerto 23).
Video streaming – intercambio de mensajes entre V13 (cliente) y V23 (servidor – puerto 8081).

Prototipo de SDN basado en Switches Habilitados