Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ SDN, đồ án tốt nghiệp cao học, slide báo cáo bảo vệ luận văn Công nghệ SDN, đồ án tốt nghiệp cao học, slide báo cáo bảo vệ luận văn Công nghệ SDN, đồ án tốt nghiệp cao học, slide báo cáo bảo vệ luận văn Công nghệ SDN, đồ án tốt nghiệp cao học, slide báo cáo bảo vệ luận văn
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: MỘT SỐ GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI ĐỘNG TRONG MẠNG SDN – NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY TÍNH NGƯỜI HDKH: PGS.TS NGÔ HỒNG SƠN HỌC VIÊN: NGUYỄN HỒNG MINH Mà HV: Hà Nội, 28/10/2017 CA150007 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI • Bài tốn cân tải động mạng SDN • Bài tốn phân phối tài ngun mơi trường mạng • Cơng nghệ SDN 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Bài toán phân phối tài ngun mơi trường mạng • Nhu cầu sử dụng dịch vụ người dùng tăng cao • Các yêu cầu ứng dụng ngày đa dạng • Sự phát triển IoT , yêu cầu tính mở rộng , linh hoạt • Yêu cầu triển khai, vận hành, bảo trì hệ thống 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI • Cơng nghệ SDN Tổ chức phi lợi nhuận ONF (Open Networking Foundation) [11], thành lập công ty cung cấp dịch vụ internet, hệ thống mạng hàng đầu giới định nghĩa công nghệ SDN giải pháp để cung cấp hệ thống mạng đáp ứng yêu cầu SDN kiến trúc linh hoạt, dễ quản lý, hiệu suất cao thính nghi tốt, khiến công nghệ lý tưởng cho ứng dụng đòi hỏi băng thơng cao cần linh hoạt 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh NỘI DUNG CHÍNH • • • • • CƠ SỞ LÝ THUYẾT • Tổng quan công nghệ SDN, giao thức OpenFlow, toán cân tải động CÁC GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI ĐỘNG SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ SDN • • • Các giải pháp truyền thống Các giải pháp đề xuất mạng SDN Đánh giá giải pháp ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI ĐỘNG DỰA TRÊN THUẬT TỐN TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT DIJKSTRA • • Ý tưởng cải tiến Thuật tốn MƠ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ KẾT LUẬN 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh CƠNG NGHỆ SDN • Tách biệt mặt phẳng điều khiển (Control Plane) mặt phẳng liệu (Data Plane) • Kiến trúc SDN gồm ba lớp riêng biệt: • Lớp ứng dụng (Application Layer) • Lớp điều khiển (Control Layer) • Lớp sở hạ tầng (Infrastructure Layer) 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh CÔNG NGHỆ SDN Kiến trúc SDN 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh CÔNG NGHỆ SDN • Khả cung cấp • • • • Lớp điều khiển lập trình trực tiếp Mạng điều chỉnh, thay đổi cách nhanh chóng thơng qua việc thay đổi lớp điều khiển Mạng quản lý tập trung phần điều khiển tập trung lớp điều khiển Cấu hình lớp sở hạ tầng lập trình lớp ứng dụng truyền đạt xuống lớp • Ưu nhược điểm • • • • • 10/28/2017 Giảm CapEx Giảm OpEx Truyền tải nhanh chóng linh hoạt Mở hội cho nhà cung cấp lắp đặt thiết bị trung gian Khó tích hợp với hệ thống mạng có Nguyễn Hồng Minh GIAO THỨC OPENFLOW • OpenFlow giao diện truyền thông tiêu chuẩn xác định lớp điều khiển chuyển tiếp kiến trúc SDN [8,9] OpenFlow cho phép truy cập trực tiếp thao tác mặt phẳng chuyển tiếp thiết bị mạng switch router • OpenFlow sử dụng khái niệm “flow” (luồng) để nhận dạng lưu lượng mạng sở định nghĩa trước quy tắc phù hợp (được lập trình sẵn phần mềm điều khiển SDN) 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh GIAO THỨC OPENFLOW Các thành phần mạng SDN sở giao thức OpenFlow • Openflow Switch • Controller • OpenFlow Protocol 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 10 CÁC GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ SDN NHẬN XÉT • Vấn đề theo dõi cập nhật thường xun hình trạng mạng • Kiến trúc mạng truyền thống không giải vấn đề tốn cân tải • Hai thuật tốn đề xuất việc ứng dụng cơng nghệ SDN, có nhược điểm phải trì đường cặp nguồn đích rõ ràng cụ thể, thuật tốn có đề cập đến việc theo dõi tải liên kết, lại khơng sử dụng điều kiện để lựa chọn đường tối ưu Thuật toán giúp hệ thống giảm bớt tắc nghẽn không giải vấn đề tắc nghẽn xảy 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 18 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI ĐỘNG DỰA TRÊN THUẬT TỐN TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT DIJKSTRA • Ý tưởng : từ tốn tìm máy chủ gần từ máy khách cách sử dụng thuật tốn tìm đường ngắn Dijkstra đồ thị có trọng số Xây dựng chương trình Controller tạo flow trước cập nhật đến switch tồn mạng Q trình tính tốn tạo vòng lặp để đảm bảo thay đổi hình trạng mạng ln cập nhật sách định tuyến thay đổi đáp ứng • Cải tiến : mở rộng thuật toán Dijkstra việc có tính trọng số cạnh độ trễ truyền dẫn qua cạnh lấy trọng số nút độ trễ xử lý nút , với đường ngắn đường có tổng trọng số nút trọng số cạnh nhỏ 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 19 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI ĐỘNG DỰA TRÊN THUẬT TỐN TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT DIJKSTRA THUẬT TOÁN Extended Dijkstra’s Algorithm Input:G=(V, E), ew, nw, s Output:d[|V|], p[|V|] 1: d[s]←0; d[u]←∞, for each u≠s, u € V 2: insert u with key d[u] into the priority queue Q, for each u € V 3: while(Q≠Ø) 4: u←Extract-Min(Q) 5: for each v adjacent to u 6: ifd[v]>d[u]+ew[u,v]+nw[u] then 7: d[v]←d[u]+ew[u,v]+nw[u] 8: p[v]←d[u] 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 20 MÔ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ • Mục tiêu : nhằm so sánh việc áp dụng thuật tốn cân tải trình bày với thuật tốn đề xuất để từ đánh giá hiệu thuật tốn • Các tiêu chí đánh giá • Throughput • End-to-End Latency • Jitter • Datagrams Lost: 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 21 MÔ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẦU VÀO MƠ PHỎNG • • Cài đặt tham số : Các trường hợp mô phỏng: 10/28/2017 Tham số Giá trị Bandwidth on edges 100Mbps – 200Mbps Number of server Number of switches 3,10,20 Number of hosts 4,8,16 Controller Opendaylight Carbon SR1, Floodligh 1.2 Trường hợp 1: Không chạy thuật toán cân tải Openflow Switch OpenVSwitch 1.3 Trường hợp 2: Chạy thuật toán Round Robin Testing Tool Iperf, Mininet Testing time 60 second Trường hợp 3: Chạy thuật toán cân tải đề xuất Nguyễn Hồng Minh 22 MƠ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ • Topology Fat-tree với số lượng host thay đổi 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 23 MƠ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ • Topology Fat-tree với số lượng host thay đổi 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 24 MÔ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ KẾT QUẢ T hrou ghpu t RRLB EDLB Mbits/sec NLB 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh number of client 25 MÔ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ KẾT QUẢ End-t o-End Lat ency RRLB EDLB milliseconds NLB number of client 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 26 MÔ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ KẾT QUẢ milliseconds JITTER number of client 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh NLB RRLB EDLB 27 MÔ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ KẾT QUẢ Dat agr ams Lost RRLB EDLB 1/1000000 NLB number of client 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 28 KẾT LUẬN Luận văn đạt số kết sau : • Tìm hiểu vấn đề lý thuyết liên quan tới toán • Đề xuất phương pháp cân tải động dựa thuật tốn tìm đường ngắn Dijkstra giải tốn cân tải động • Xây dựng chương trình mơ phương pháp mơi trường Mininet có sử dụng phần mềm chương trình hỗ trợ với ngữ cảnh đánh giá thay đổi đa dạng theo nhiều tham số mô 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 29 KẾT LUẬN Hạn chế hướng phát triển • Bên cạnh kết đạt , luận văn có số hạn chế chưa đề cập tới vấn đề : dự phòng chịu lỗi, vấn đề phân loại dịch vụ quản lý QoS… Đây hướng nghiên cứu có tiềm tương lai 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO H Long, Y Shen, M Guo, and F Tang, “LABERIO: Dynamic load-balanced routing in OpenFlow-enabled networks” in Proc 27th IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications, March 2013, pp 290–297 Load balancing wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Load_balancing_(computing), Accessed: 2017-09-10 Marc Koerner, Odej Kao, “Multiple Service Load-Balancing with OpenFlow,” In Proc HPSR, 2012, pp 210-214 N Handigol, S Seetharaman, M Flajslik, N McKeown, and R Johari, “Plug-n-Serve: Load-balancing web traffic using OpenFlow,” Demo at ACM SIGCOMM, Aug 2009 N McKeown, T Anderson, H Balakrishnan, G Parulkar, L Peterson, J Rexford, S Shenker, and J Turner OpenFlow: enabling innovation in campus networks ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 38(2):69–74, April 2008 OpenDaylight Controller Load Balancer Service: https://wiki.opendaylight.org/view/OpenDaylight_Controller:Load_Balancer_Service, Accessed: 2017-09-10 OpenFlow wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/OpenFlow, Accessed: 2017-09-10 Openflow OpenNetworking: https://www.opennetworking.org/sdn-resources/openflow, Accessed: 2017-09-10 Openflow whitepaper: http://archive.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf, Accessed: 2017-09-10 10 Sandeep Sharma, Sarabjit Singh, and Meenakshi Sharma "Performance Analysis of Load Balancing Algorithms for cluster of Video on Demand Servers," IACC, 2011 11 Software Defined Networking wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Software-defined_networking, Accessed: 2017-09-10 12 Round robin scheduling wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Round-robin_scheduling, Accessed: 2017-09-10 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 31 Trân trọng cảm ơn!!! 10/28/2017 Nguyễn Hồng Minh 32 ... of client 10/ 28 /2017 Nguyễn Hồng Minh NLB RRLB EDLB 27 MÔ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ KẾT QUẢ Dat agr ams Lost RRLB EDLB 1 /100 0000 NLB number of client 10/ 28 /2017 Nguyễn Hồng Minh 28 KẾT LUẬN... Datagrams Lost: 10/ 28 /2017 Nguyễn Hồng Minh 21 MÔ PHỎNG THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẦU VÀO MÔ PHỎNG • • Cài đặt tham số : Các trường hợp mô phỏng: 10/ 28 /2017 Tham số Giá trị Bandwidth on edges 100 Mbps –... khiển SDN) 10/ 28 /2017 Nguyễn Hồng Minh GIAO THỨC OPENFLOW Các thành phần mạng SDN sở giao thức OpenFlow • Openflow Switch • Controller • OpenFlow Protocol 10/ 28 /2017 Nguyễn Hồng Minh 10 BÀI TOÁN