Crops : uma proposta de comutador programável de código aberto para prototipação de redes

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-05-12T18:54:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Diego Mafioletti.pdf: 3702852 bytes, checksum: 6f58b3bb600eedaceeb437d10afde1f9 (MD5)Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-13T16:00:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Diego Mafioletti.pdf: 3702852 bytes, checksum: 6f58b3bb600eedaceeb437d10afde1f9 (MD5)Made available in DSpace on 2016-05-13T16:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Diego Mafioletti.pdf: 3702852 bytes, checksum: 6f58b3bb600eedaceeb437d10afde1f9 (MD5)Redes Definidas por Software (SDN) prometem um caminho tecnológico para fortalecer os usuários com habilidade de inovar em suas redes. Porém, a diversidade de switches de rede que suportam SDN ainda é um obstáculo para os engenheiros de rede dispostos a desenvolver aplicações inovadoras devido à implementação do hardware ser fechada e proprietária. Essa diversidade implica em desafios significantes no controle dos switches SDN e o desenvolvimento de aplicações SDN de alta performance, o que não contempla um dos pilares de SDN: permitir a pesquisa e inovação em redes de computadores. A proposta deste trabalho é explorar o limite de alguns equipamentos commodities de rede, tal como o switch Mikrotik RouterBoard, no qual seu firmware original é substituído pelo OpenWRT, uma distribuição baseada no GNU Linux, juntamente com o Open vSwitch (OvS), um switch virtual de código aberto independente de hardware, para a criação de um novo ambiente para experimentação em redes de computadores. Como prova de conceito, o protótipo foi implementado em switches comerciais de baixo custo, conduzindo experimentos com o objetivo de analisar certas características do protocolo OpenFlow portadas nestes equipamentos, como quantidade máxima de entradas na tabela de fluxo, a vazão de dados possível utilizando tamanhos variados de pacotes de rede, comparando seus resultados com a implementação original disponibilizada pelo fabricante e a influência da utilização da CPU do switch no resultado. Por fim, foi construído um switch com balanceamento de carga estocástico utilizando tabelas de grupos, um recurso disponível no OpenFlow a partir da versão 1.2, que somente foi possível graças à natureza de código fonte aberto das ferramentas escolhidas. Esta combinação de plataformas abertas representa um passo natural no desenvolvimento, implementação, e avaliação de aplicações SDN.Software Defined Network (SDN) promises a technological path to empower users with the ability to innovate in their networks. However, the diversity of network switches supporting SDN are still roadblocks for network engineers willing to develop innovative applications due to the closed and proprietary hardware implementation. This diversity leads to significant challenges in the control of SDN switches and the development of high performance SDN applications, hampering the core proposal of SDN: to enable fast innovation in real networks. The proposal of this work is to explore the limits of some commodity network hardware, such as Mikrotik RouterBoard switch, in which its proprietary firmware was replaced by the OpenWRT, a distribution based on GNU Linux, together with the Open vSwitch (OvS), a hardware-agnostic open source virtual switch, to create a new environment for experimentation in computer networking. As proof of concept, the prototype was implemented in low cost commercial switches, conducting experiments in order to analyze certain features of the OpenFlow protocol ported in these equipment, such as maximum number of entries in the flow table, the data plane performance using different sizes of network packets, comparing their results with the original implementation provided by the manufacturer and the influence of switch CPU utilization in the result. This combination of open platforms represent a natural step in the development, deployment, and evaluation of SDN applications