Openflow기반 오케스트레이션 프로토콜 설계 및 구현

Abstract

Software-defined networking (SDN) 은 논리적 중앙 집중형 구조이기 때문에 트래픽이 컨트롤러에 과도하게 집중된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 개의 SDN 컨트롤러가 사용된 다중 도메인을 관리할 수 있는 오케스트레이션 프로토콜이 요구된다. 오케스트레이션 프로토콜은 다중 도메인 SDN망의 토폴로지 탐색, 모니터링뿐만아니라 종단간 흐름을 프로비져닝하기 위한 핵심 기술이다. 본 논문에서는 오픈플로(Openflow) 프로토콜 기반의오케스트레이션 프로토콜을 구현하고 토폴로지 탐색 및 토폴로지 업데이트 실험 결과를 기반으로 오픈플로 오케스트레이션 프로토콜의 성능을 분석한다. 실험 결과 토폴로지 탐색 성능이 REST(Representational State Transfer) 방식과 비교하여 최대 5.5배 트래픽이 추가적으로 발생했지만 다이나믹 매핑(Dynamic Mapping)을 이용한 추상화토폴로지(Abstraction Topology) 구현으로 트래픽 발생량 차이를 5.5배에서 3.2배로 줄여 문제점을 완화했다. 반면토폴로지 이벤트 모니터링 성능에서 이벤트 처리 시간은 REST 방식과 비교하여 최소 51배 빠르게 처리했다. 또한 네트워크 크기나 토폴로지 탐색의 주기 조건 변화에서도 평균 27ms 속도로 이벤트 성능이 일정하였다. 뿐만아니라 기존 SDN 컨트롤러의 재사용과 신뢰성 높은 컨트롤러 기반의 토폴로지 관리가 가능함을 입증하였다. In software-defined networking (SDN), the traffic is excessively concentrated on the controller due to thelogically centralized architecture. To solve this problem, an orchestration protocol is required to managemultiple domains with multiple SDN controllers. The orchestration protocol is a core technology for topologydiscovery and fault monitoring as well as end-to-end flow provisioning of multi-domain SDN networks. This paper implements an Open Flow-based orchestration protocol and evaluates its effectiveness as an orchestration protocol through the experimental results of topology discovery and update. The results show that the traffic generation increases by up to 5.5 times compared to the REST (Representative State Transfer) approach, but reduces it by at least 3.2 times with the implementation of abstraction topology using Dynamic Port Mapping. On the other hand, event processing time can be improved at least 51 times faster than the REST approach. The proposed protocol also has fast monitoring performance at an average rate of 27 ms in various experimental conditions while changing network sizes and topology monitoring periods. In addition, the proposed protocol enables to reuse the open-source controllers and reliable controller-driven topology management.