BAMSDN: um arcabouço SDN/openflow para a alocação dinâmica de recursos baseado em modelo de alocação de banda

Abstract

Cenários de redes de comunicação atuais e emergentes tais como 5G, nuvem, redes ópticas, redes MPLS e internet das coisas (IoT), são marcados pela grande variedade e distribuição de usuários, aplicações e serviços, com requisitos de comunicação e de qualidade (SLA, QoE, QoS) heterogêneos. Portanto, é necessário encontrar novas maneiras para lidar com a dinamicidade do tráfego das redes, uma das alternativas adotadas é o uso de modelos de alocação de banda (do inglês, Bandwidth Allocation Models - BAM) que possuem os atributos para distribuição e controle dos recursos de rede através da classificação dos tipos de aplicações. A utilização de modelos de alocação de banda juntamente com o paradigma de redes definidas por software (do inglês, Software Defined Networks - SDN) pode trazer novas perspectivas, visto que esse paradigma permite aos pesquisadores e aos administradores de rede explorar a alocação de recursos em cenários onde a configuração de equipamentos pertencentes a fabricantes distintos sejam um entrave, já que cada equipamento possui sua própria sintaxe de configuração. Assim, a exploração do conjunto BAM/SDN pode ser uma alternativa econômica aos altos custos de OPEX e CAPEX de redes puramente MPLS. Desta forma, o presente trabalho apresenta o arcabouço BAMSDN (Bandwidth Allocation Models through Software-Defined Networks) para a exploração dinâmica e flexível de recursos de redes baseados em MPLS através do uso conjunto de BAMs e SDN. O arcabouço explora a programabilidade e a visão global da rede do plano de controle para adequar a disponibilidade dos recursos de rede à demanda dos seus usuários, além de implantar o plano de gerência ao controlador SDN para permitir também a reconfiguração e o gerenciamento da largura de banda de cada porta de saída de um comutador.

Present and emerging communication networks scenarios such as 5G, cloud, optical networks, MPLS networks and Internet of Things (IoT) are marked by the great variety and distribution of users, applications and services with communication and quality requirements (SLA , QoE, QoS) heterogeneous. Therefore, it is necessary to find new ways to deal with the dynamics of network traffic, one of the alternatives adopted is the use of Bandwidth Allocation Models - BAM that have the attributes for distribution and control of network resources through the classification of the types of applications. The use of bandwidth allocation models together with the Software Defined Networks (SDN) paradigm may bring new perspectives, since this paradigm allows researchers and network administrators to explore the allocation of resources in scenarios where the configuration of equipment owned by manufacturers different devices are an obstacle, since each device has its own configuration syntax. Thus, the exploitation of the BAM / SDN set can be an economical alternative to the high costs of OPEX and CAPEX of purely MPLS networks. Thus, the present work presents the Bandwidth Allocation Models through Software-Defined Networks framework for the dynamic and flexible exploitation of resources of MPLS-based networks through the joint use of BAMs and SDN. The framework explores the programmability and global view of the control plan network to match the availability of network resources to the demand of its users, as well as deploying the management plan to the SDN controller to also allow the reconfiguration and management of the network width. each output port of a switch.