Análisis del desempeño de redes definidas por software (SDN) frente a redes con arquitectura TCP/IP
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Date
2019
Directors
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Publisher
Quevedo - UTEQ
Abstract
El presente proyecto de investigación está enfocado al análisis del desempeño de arquitecturas basadas en redes definidas por software y en arquitectura TCP/IP. Las redes definidas por software (SDN) son un conjunto de redes altamente eficiente, escalable, programable, con gran velocidad y capacidad de gestionar recursos de red. En este proyecto primero se plantea identificar y seleccionar protocolos, controladores y herramientas de emulación que se utilicen actualmente en redes SDN. Se propone diseñar e implementar escenarios para pruebas basados en métricas de evaluación.
En total, se implementan cuarto escenarios utilizando los emuladores Mininet y GNS3, en el primero se mide cual es el ancho de banda que puede soportar cada red utilizando un el software Jperf. El segundo escenario consiste en realizar pruebas de envío de paquetes para medir latencia mínima, media y máxima que puede tener la red, además también se mide el Jitter o variación de paquetes. En el tercer escenario se realiza la transmisión de un streaming de video entre dos hosts utilizando un servidor, este escenario se implementó en GNS3. El cuarto escenario es similar que el escenario dos, se hace el mismo procedimiento para medir latencia y Jitter pero aquí se compara una topología híbrida, SDN y TCP/IP. Cabe destacar que el código para realizar las comparaciones del escenario dos y cuatro se realizó en el software RStudio, que utiliza lenguaje de programación R y es un potente analizador estadístico.
Finalmente se concluye este proyecto de investigación con los resultados, se pudo elegir las herramientas que mejor se adaptaron al proyecto, en este caso el controlador OpenDayLight, el protocolo OpenFlow y los emuladores Mininet y GNS3. En el primer escenario SDN obtuvo casi el doble de capacidad que TCP/IP para manejar el tráfico UDP. En el segundo escenario las latencias y Jitter resultaron ser estadísticamente iguales en SDN y TCP/IP. El tercer escenario dio resultados favorables para SDN, debido a que la cantidad de datos transmitidos se mantuvo por encima del umbral de transmisión, provocando que el video no tenga pérdidas de calidad en comparación con TCP/IP donde si hubo pérdidas. En el cuarto escenario la topología que se desempeñó mejor en cuanto a latencias y Jitter fue SDN, seguida de la híbrida y TCP/IP.
Description
This research project is focused on the analysis of the performance of architectures based on software-defined networks and TCP / IP architecture. Software-defined networks (SDN) are a set of highly efficient, scalable, programmable networks, with great speed and ability to manage network resources. In this project, it is first proposed to identify and select protocols, controllers and emulation tools that are currently used in SDN networks. It is proposed to design and implement scenarios for tests based on evaluation metrics.
In total, four scenarios are implemented using the Mininet and GNS3 emulators, the first one measures the bandwidth that each network can support using Jperf software. The second scenario consists of carrying out tests of sending packages to measure the minimum, average and maximum latency that the network may have, in addition the Jitter or packet variation is also measured. In the third scenario, the transmission of a video stream between two hosts using a server is performed, this scenario was implemented in GNS3. The fourth scenario is similar to scenario two, the same procedure is used to measure latency and Jitter but here a hybrid topology, SDN and TCP / IP is compared. It should be noted that the code for comparing scenario two and four was performed in RStudio software, which uses R programming language and is a powerful statistical analyzer.
Finally, this research project is concluded with the results, it was possible to choose the tools that best adapted to the project, in this case the OpenDayLight controller, the OpenFlow protocol and the Mininet and GNS3 emulators. In the first scenario SDN obtained almost twice the capacity of TCP / IP to handle UDP traffic. In the second scenario the latencies and Jitter were statistically equal in SDN and TCP / IP. The third scenario gave favorable results for SDN, because the amount of data transmitted remained above the transmission threshold, causing the video to have no quality losses compared to TCP / IP where there were losses. In the fourth scenario the topology that performed better in terms of latencies and Jitter was SDN, followed by the hybrid and TCP / IP.
Keywords
Redes definidas por software, Redes con arquitectura TCP/IP, SDN
Citation
Guzmán Vélez, Dayana Mariuxi, Cáceres Miranda, Carlos Andrés. (2019). Análisis del desempeño de redes definidas por software (SDN) frente a redes con arquitectura TCP/IP. Quevedo. UTEQ. 103 p.