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Multiflow:Multicast Clean-slate com Cálculo Antecipado das Rotas em Redes
Programáveis OpenFlow
10ª Escola Regional de Redes de Computadores
Pelotas, 1º a 3 de outubro de 2012
Lucas Bondan, Lucas F. Müller, Maicon Kist
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Agenda
① Introdução
② OpenFlow
③ Multiflow
④ Avaliação
⑤ Considerações Finais
210ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012
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Agenda
① Introdução
② OpenFlow
③ Multiflow
④ Avaliação
⑤ Considerações Finais
310ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012
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Introdução
4
Contexto
Aplicações populares de transmissão de conteúdo multimídia requerem comunicação entre vários hosts
O provedor de conteúdo transmite dados, muitas vezes idênticos, para inúmeros assinantes do serviço
IP multicast evita o desperdício de banda
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Introdução
5
Objetivo
Protocolo multicast escalável, com conhecimento prévio da topologia e preocupação com o tempo de processamento de eventos Acelerar o processamento de eventos nos
grupos Aumentar o ganho de desempenho global
na troca de dados através da definição da melhor rota
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Agenda
① Introdução
② OpenFlow
③ Multiflow
④ Avaliação
⑤ Considerações Finais
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OpenFlow
7
Definição
Proposta de Software Defined Network (SDN)
Possibilita a execução de testes de novos protocolos, coexistindo com o trafego de produção
Permite o controle de trafego da rede através de fluxos de dados
Sistema Operacional de Rede
Aplic
ação
1
Aplic
ação
2
...
Aplic
ação
N
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Agenda
① Introdução
② OpenFlow
③ Multiflow
④ Avaliação
⑤ Considerações Finais
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Multiflow
9
Proposta Abordagem multicast clean-slate em redes
programáveis
Hosts podem entrar e sair do grupo multicast de forma dinâmica
Baseado no IGMPv2 [Fenner 1997] Query Join Leave
Busca encontrar a melhor rota entre o servidor e o cliente
Conhecimento prévio da topologia10ª Escola Regional de Redes de Computadores
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Multiflow
10
Arquitetura do Protótipo
Aplicação no controlador OpenFlow
Implementado sobre o controlador NOX [Gude et al. 2008]
Implementação de uma classe IGMP para o NOX
Testes realizados sobre a API do Mininet [Lantz et al. 2010]
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Agenda
① Introdução
② OpenFlow
③ Multiflow
④ Avaliação
⑤ Considerações Finais
1110ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012
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Avaliação
12
Cenário Medição do intervalo de tempo entre o
ingresso em um grupo e o recebimento do primeiro pacote de dados
Cálculo do número de pacotes de controle trafegados na rede
Uma topologia, dois controladores: Controlador OpenMcast Controlador Multiflow
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Avaliação
13
Topologia
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Avaliação
14
Controlador OpenMcast
Criado com o intuito de simular o comportamento do IGMP de redes convencionais
Pacotes de controle são propagados na rede Switches sempre acionam o controlador
Controlador não possui nenhum conhecimento sobre a topologia da rede
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Avaliação
15
Controlador OpenMcast
10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012
Query
Query 224.0.0.1Encaminha Query
Query
224.0.0.
1
Query 224.0.0.1
Encaminha QueryEncaminha Query
Join
Encaminha JoinJoin
Encaminha Join Join
Encaminha Join
Insere Regra
Insere Regra
Insere Regra
Join
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Avaliação
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Controlador Multiflow Não há propagação de pacotes
Controlador acionado apenas uma vez
Utiliza o algoritmo de Dijsktra para o cálculo da melhor rota
Conhecimento prévio da topologia
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Avaliação
17
Controlador Multiflow
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Query
Query 224.0.0.1Encaminha Query
Join
Encaminha Join
Insere Regra
Insere Regra
Insere Regra
Join
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Avaliação
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Resultados
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Análise de Tempo de Execução
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Avaliação
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Resultados (cont.)
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Níveis (n)Queries Geradas
(k)
Queries Propagadas
no OpenMcast
Queries Propagadas no Multiflow
2 100 300 100
3 100 700 100
4 100 1500 100Propagação de pacotes na rede nas duas abordagens
Razão: Controlador OpenMcast: Controlador Multiow:
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Agenda
① Introdução
② OpenFlow
③ Multiflow
④ Avaliação
⑤ Considerações Finais
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Considerações Finais
21
Conclusões
IP multicast provê maior eficiência na distribuição de dados na rede
Maior estabilidade em relação a abordagem OpenMcast, melhorando o desempenho
Multiflow mantém constante o tráfego de controle multicast
Sem propagação de pacotes de controle Redução de 86% do trafego de controle na topologia
avaliada
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Considerações Finais
22
Trabalhos Futuros
Ampliar a execução de experimentos, por exemplo, com cenários mais próximos dos encontrados na Internet
Heurísticas para reduzir a complexidade do algoritmo de busca da melhor rota
Calcular a árvore de escoamento mínimo
Múltiplos controladores
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Referências
23
[Dijkstra, 1959] Dijkstra, E. W. (1959). A note on two problems in connection with graphs. Numerische Mathematik, vol. 1:269-271.[Fenner, 1997] Fenner, W. (1997). Internet group management protocol, version 2. RFC 2236, IETF Network Working Group.[Gude et al., 2008] Gude, N., Koponen, T., Pettit, J., Pfa, B., Casado, M., McKeown, N., and Shenker, S. (2008). Nox: towards an operating system for networks. SIGCOMM Comput. Commun. Rev., 38(3):105-110.[Hass, 2012] Haas, H. (2012). Mausezahn fast trac generator. Disponivel em http://www.perihel.at/sec/mz/. Acesso em Maio de 2012.[Keshav et al., 1999] Keshav, S. and Paul, S. (1999). Centralized multicast. In Proceedings of the Seventh Annual International Conference on Network Protocols, ICNP '99, pages 59{68, Washington, DC, USA. IEEE Computer Society.[Lantz et al., 2010] Lantz, B., Heller, B., and McKeown, N. (2010). A network in a laptop: rapid prototyping for software-dened networks. In Proceedings of the Ninth ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networks, Hotnets '10, pages 19:1-19:6, New York, NY, USA. ACM.[Martinez-Yelmo et al., 2007] Martinez-Yelmo, I., Larrabeiti, D., Soto, I., and Pacyna, P. (2007). Multicast trac aggregation in mpls-based vpn networks. Communications Magazine, IEEE, 45(10):78 -85. Ratnasamy, S., Ermolinskiy, A., and Shenker, S. (2006). Revisiting ip multicast. In Proceedings of the 2006 conference on Applications, technologies, architectures, and protocols for computer communications, SIGCOMM '06, pages 15-26, New York, NY, USA. ACM.[Yap et al., 2010] Yap, K.-K., Huang, T.-Y., Dodson, B., Lam, M. S., and McKeown, N. (2010). Towards software-friendly networks. In Proceedings of the rst ACM asia-pacic workshop on Workshop on systems, APSys '10, pages 49-54, New York, NY, USA. ACM.
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Lucas [email protected]
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