Demonstrador de uma rede de operador com tecnologia openflow e serviços na cloud

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações The Internet is currently essential in all its functions to every social layer. The fast and unexpected growth of the largest computer network combined with the gradual change of its main objective forced service providers to nd new solutions to improve and optimize their networks and equipments. The craving for bigger and better services by the users increased the use of Cloud services, demanding computing and network automation, notably in datacenters. After the development of virtualization and the popularity rise in Cloud Computing (CC), the dynamization of the datacenters began. However, although the new paradigm increased the response time and scalability of cloud service provider's infrastructure, the network became the performance bottleneck. To solve this shortcoming, Software De- ned Networks (SDN) appeared. This is a new approach to the classic computer networking paradigm that decouples the control plane from the data plane. Although it is a new technology, its development and usage is having a great acceptance by the market and by big telecommunication and cloud service provider players. At the same time, the development of network virtualization enabled network element abstraction from the hardware. This change granted exibility and scalability in network management that was not available before. With these evolutions in mind, this dissertation objective is to study, develop and analyse an example of a provider core network using Open- ow technology to establish cloud service connections. The rst objective is the study of the existing SDN solutions and the analysis of its capabilities. After this step, a SDN module has been developed to control the network. This application allows users to establish a service in a simple and safe way in the provider network, with easy automation for management. Afterwards, a platform has been deployed and test scenarios have been performed to determine the performance of the implementation in a provider network. To analyze the performance in large-scale networks, scalability tests have been performed in emulated environments. A Internet é actualmente essencial em todas as suas vertentes por todos os estratos sociais. O crescimento r apido e inesperado da maior rede de computação mundial, assim como a alteração gradual do seu principal objectivo, obrigou a que os fornecedores de serviços encontrassem novas maneiras de acelerar e optimizar as suas redes e equipamentos. O desejo de serviços cada vez mais complexos e exigentes por parte dos utilizadores levou ao crescimento de serviços baseados em Cloud, impondo a necessidade de automatização da computação e rede core, especialmente em datacenters. Após o desenvolvimento da virtualização e da popularidade do Cloud Computing (CC) começou o processo de dinamização dos datacen- ters. No entanto, embora este novo paradigma tenha melhorado os tempos de resposta e escalabilidade da infrastrutura dos operadores de serviço Cloud, as redes começaram a ser o componente mais lento e problemático do processo. Para resolver esta lacuna, surgiram as Software De ned Networks (SDN), uma nova abordagem às redes de computação clássicas que permite separar o plano de controlo do plano de dados. Sendo uma nova tecnologia, o seu desenvolvimento e aplicação está a ter uma grande aceitação por parte do mercado e por grandes players nas áreas de comunicações e fornecimento de serviços Cloud. Simultaneamente, o desenvolvimento de virtualização de rede permitiu abstrair elementos da rede da sua componente física permitindo a sua programabilidade. Esta alteração abriu portas a uma liberdade nunca antes vista para a exibilidade e escalabilidade da gestão da rede. Com esta evolução em vista, esta Dissertação tem como objectivo estudar, desenvolver e analizar um demonstrador de uma rede de operador recorrendo ao uso da tecnologia OpenFlow, que permite estabelecer ligações de serviços cloud. O primeiro objectivo centra-se no estudo das soluções existentes em SDN e a análise das suas capacidades. Após este passo foi desenvolvido um módulo SDN que serve como elemento de controlo da rede. Esta aplicação permite aos utilizadores estabelecer um serviço de forma simplificada e segura na rede do operador, com a possibilidade de fácil automação de gestão. Posteriormente foram efectuados testes de integração da plataforma numa rede de teste, de forma a retirar conclusões sobre o desempenho da implementação numa rede de operador. Foram realizados testes de escalabilidade em ambientes emulados para verificar a capacidade da plataforma em redes de grande dimensão.