RouteFlow

Arquivo:RouteFlow-Virtual Routers.pdf

• Virtual Routers as a Service: The RouteFlow Approach Leveraging Software-Defined Networks
  • Marcelo R. Nascimento, Carlos N. A. Corrêa, Maurício F. Magalhães, Sidney C. de Lucena, Christian E. Rothenberg,Marcos R. Salvador

Resumo - Luiz Cláudio

Introdução - Alex

• A grande evolução de Internet é notável nos últimos anos, sendo que por trás disso temos os protocolos TCP/IP, os quais não passaram pela mesma evolução.
• Atualmente os dispositivos da rede são caixas pretas no que se diz a sua implementação, são softwares fechados. Esta situação é reconhecida como ossificação da Internet, tornando-a mais lenta e dispendiosa na sua evolução.
• Recentes desenvolvimentos encaminham esta evolução para controladores externos implementados, para suprir certas deficiências, um exemplo é o próprio OpenFlow.
• O RouteFlow trabalha nesta linha, é uma arquitetura que segue o princípio da rede definida por software(SDN).
• É baseado numa abordagem programável para o centralizar o controle da rede, unificar informações de estado e também separar o encaminhamento lógico das configurações do hardware.
• É composto por um controlador da aplicação (OpenFlow) e um servidor (RouteFlow) que controla uma rede virtual, interconectando IPs virtuais.
• Protocolos de roteamento podem ser encaminhados para os próprios dispositivos físicos ou para a própria rede virtual que pode ser uma reprodução da infraestrutura física e dos recursos de hardware.
• Através dos mecanismos de roteamento é gerada uma base de informações de encaminhamento (FIB - Forwarding Information Base) de acordo com o protocolo. No caso do IP, tabelas são coletadas e traduzidas para o padrão do OpenFlow, sendo assim associadas aos dispositivos de datapath.
• O grande objetivo do RouteFlow é disponibilizar serviços de roteamento de IP remotos e centralizados, o que provê uma grande flexibilidade para os serviços oferecidos, além de possibilitar customização e adição de novos protocolos. É uma evolução dos trabalhos anteriores, e trabalha baseado no mecanismo de roteamento do Linux.

O Projeto RouteFlow - Caio

Modos de Operação - Gabriel

• Separando o plano de controle do encaminhamento estratégico permite um mapeamento e uma operação entre os elementos virtuais e os equivalentes físicos.
• Existem três modos principais de operação que o RouteFlow visa apoiar:
  • Divisão Lógica: mapeamento entre hardware switches e os roteadores virtualmente motorizados basicamente reflete o substrato físico para o plano de controle virtual.
  • Multiplexando: mapeamento físico ao substrato virtual o que representa a abordagem comum para o roteador de virtualização onde múltiplos controles de avião ocorrem simultaneamente e instalam os seus FIBs no mesmo hardware. Multi-tentativas de redes virtuais pode ser definido por deixar o controle de fluxo de mensagens através do plano virtual e emenda o plano de dados de acordo com a conformidade.
  • Agregação: este mapeamento de recursos de hardware para instâncias virtuais permite simplificar a engenharia do protocola da rede através do agrupamento de um grupo de comutadores, de tal modo que os dispositivos vizinhos ou domínios podem tratar o agregado como se fosse um único elemento. Desta forma o intra-domínio roteia podendo ser independente, enquanto o legado inter-domínio ou inter-zona de roteamento podem ser consolidado em uma simples unidade de controle por sinal escaldo ou simplificado, centralizando a gestão.
• As duas primeiras depender do protocolo de roteamento das mensagens, sendo enviados fisicamente ou armazenadas no plano virtual. Já a última permite separar e otimizar os problemas físicos de topologia descobrindo e fazendo a manutenção, além do problema de roteamento distribuído pelo estado.

Detalhes Arquiteturais - Luiz Cláudio

Implementação do protótipo - Alex

• O RouteFlow é baseado em softwares open-source e componentes recém desenvolvidos:
• RF-Server e RF-Controller:

- RF-Controler é uma aplicação feita em C++, que roda no topo do NOX.
- RF-Server é uma aplicação stand-alone responsável por eventos lógicos do sistema, como processamento, mapeamento das máquinas virtuais, gerenciamento de recursos.
- A associação dos dois é definida por mensagens do RF-Protocol.

• RF-Slave e coleta FIB:

- RF-Slave é uma aplicação em C++ que atualiza a coleta da base de informações de encaminhamento(FIB), através de uma API do Linux(Netlink), enviando os dados do evento através do RF-Protocol.
- Esta aplicação também executa um recurso técnico de descoberta para a máquina virtual e uma identificação da troca de portas.

• Ambiente da rede virtual:

- OpenVSwitch (OVS) é um switch programado para conectar todas as máquinas virtuais em uma topologia de acordo com o objetivo determinado pelo modo de operação.
- São usados os protocolos do OpenFlow para controlar dinamicamente a conexão entre as máquinas virtuais e selecionar os pacotes que serão enviados ao plano de encaminhamento.
- As OVSs distribuem o ambiente da rede virtual para múltiplas instâncias dela mesma, interconectadas por portas.

• Avaliação:

- Experimentos com a implementação de um protótipo em uma testbed baseada em NetFPGA, provaram uma total compatibilidade com os equipamentos atuais além de um tempo de convergência menor, o qual justifica-se por não sofrer o problema de utilizar caminhos mais longos até o plano de controle.
- O RouteFlow só apresenta grande latência nos pacotes que necessitam de tratamento em um caminho mais longo, resultado de faltas de entrada na FIB e do próprio processamento da rede nas pilhas de roteamento.

Agenda de P&D do RouteFlow - Caio

Conclusões - Gabriel

• RouteFlow é um exemplo da força de uma inovação resultante da mistura das interfaces abertas ao hardware comercial e de fonte aberta no desenvolvimento de software.
• A arquitetura RouteFlow permite uma associação de recursos gerados entre os protocolos de roteamento IP e um programável substrato físico, o que abre portas para vários casos de uso em torno de virtualizar os serviços de roteamento IP.
• Espere-se migrar as implementações tradicionais de redes IP para softwares controladores dos drivers open-source framework.

26/07