A survey on next generation networks and cloud computing
Μελέτη δικτύων νέας γενιάς και νεφοϋπολογιστικών υποδομών
Keywords
Software-defined networking ; OpenFlow ; Cloud computing ; Υπολογιστικό νέφος ; Graphical Network Simulator-3 ; GNS3 ; OpenDaylight ; Virtualization ; Εικονικοποίηση ; Δικτύωση καθορισμένη από λογισμικόAbstract
IP Data Networking has been developed based on telecommunications principles, the TCP/IP stack, and the legacy routing/switching of information data units. The same principles, together with the latest evolution in Computer Science and Technology, are used for the next generation networking: software-defined and programmable networks, cloud, virtualization, all combined with high-speed and reliable lines allow access to a globally connected community. This work surveys modern networking, emphasizing cloud, virtualization, software-defined networks and Network Function Virtualization (NFV). The advantages and drawbacks of each technology are considered, together with their principles and functionalities. At the end of this survey, an SDN testbed is setup, based on GNS3 with Docker support and the OpenDaylight controller. Various platforms are used in a virtualized environment to end up with a functional combination. A simple SDN traffic engineering scenario is also demonstrated. The scenario of the traffic control of Ethernet frames within a Local Area Network with granular security requirements, which is approached in this thesis, is a significant interest for the network companies or security services which are trying to migrate to more flexible networks, agile and programmable. This scenario made it possible to explore the performance and management of next-generation networks on the network's two operational planes, which are the data plan and the control plan. The conclusion section gives a general view of this thesis using results of researches and showing how NFV and SDN open the way to the 5G network, which must be intelligent, virtualized, and programmable in order to improve the performance of the services offered by companies. It explores also specific requirements such as the control of interfaces, the protection of operating systems, the reliable connectivity, the data network's security and flexibility, and some advantages, obstacles and future challenges of network development and deployment on the NFV / SDN environment are explored.
Abstract
Η δικτύωση δεδομένων IP έχει αναπτυχθεί με βάση τις αρχές των τηλεπικοινωνιών, τη στοίβα TCP / IP και την παλαιότερη δρομολόγηση μονάδων δεδομένων πληροφοριών. Οι ίδιες αρχές, σε συνδυασμό με την τελευταία εξέλιξη της Επιστήμης και της Τεχνολογίας Υπολογιστών, χρησιμοποιούνται για τα δίκτυα της επόμενης γενιάς: δίκτυα καθορισμένα από λογισμικό και προγραμματιζόμενα, νεφουπολογιστική, εικονικοποίηση, όλα σε συνδυασμό με υψηλής ταχύτητας και αξιόπιστες γραμμές που επιτρέπουν την πρόσβαση σε μια παγκόσμια συνδεδεμένη κοινότητα . Αυτή η εργασία ερευνά τη σύγχρονη δικτύωση, δίνοντας έμφαση στο νεφουπολογιστική, την εικονικοποίηση, τα δίκτυα που καθορίζονται από λογισμικό (SDN) και το Εικονικοποίηση λειτουργίας δικτύου (NFV). Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε τεχνολογίας λαμβάνονται υπόψη, μαζί με τις αρχές και τις λειτουργίες τους. Στο τέλος αυτής της έρευνας, έχει ρυθμιστεί μια δοκιμαστική μονάδα SDN, με βάση το GNS3 με υποστήριξη Docker και τον ελεγκτή OpenDaylight. Διάφορες πλατφόρμες χρησιμοποιούνται σε εικονικό περιβάλλον για να καταλήξουν σε έναν λειτουργικό συνδυασμό. Ένα απλό σενάριο μηχανικής κίνησης SDN παρουσιάζεται επίσης. Το σενάριο του ελέγχου κυκλοφορίας των πλαισίων Ethernet σε ένα τοπικό δίκτυο με λεπτομερείς απαιτήσεις ασφαλείας, το οποίο προσεγγίζεται σε αυτή τη εργασία, είναι ένα σημαντικό ενδιαφέρον για τις εταιρείες δικτύου ή τις υπηρεσίες ασφαλείας που προσπαθούν να μεταναστεύσουν σε πιο ευέλικτα δίκτυα, ευέλικτα και προγραμματιζόμενα. Αυτό το σενάριο κατέστησε δυνατή τη διερεύνηση της απόδοσης και της διαχείρισης δικτύων επόμενης γενιάς στα δύο επιχειρησιακά επίπεδα του δικτύου, τα οποία είναι το σχέδιο δεδομένων και το σχέδιο ελέγχου. Η ενότητα συμπερασμάτων δίνει μια γενική άποψη αυτής εργασίας χρησιμοποιώντας αποτελέσματα ερευνών και δείχνοντας πώς το NFV και το SDN ανοίγουν το δρόμο στο δίκτυο 5G, το οποίο πρέπει να είναι έξυπνο, εικονικοποιημένο και προγραμματιζόμενο προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση των υπηρεσιών που προσφέρουν οι εταιρείες. Δείχνει επίσης συγκεκριμένες απαιτήσεις και ορισμένα πλεονεκτήματα, εμπόδια και μελλοντικές προκλήσεις ανάπτυξης και ανάπτυξης δικτύου στο περιβάλλον NFV / SDN.